一种燃料电池阳极催化剂的制备方法
本发明公开了一种燃料电池阳极催化剂的制备方法,包括以下步骤:(1)、将氯铂酸和表面活性剂加入去离子水中,搅拌下滴加硼氢化钠水溶液,形成稳定的纳米铂颗粒溶胶;(2)、将碳纳米管在去离子水中搅拌10-20分钟,用无水乙醇润湿,再加入一定量去离子水加热煮沸,得到水洗活性碳纳米管样品;经酸洗、碱洗得到活化载体;(3)、将步骤(2)处理过的活性载体用去离子水超声分散后移加入步骤(1)所制铂颗粒溶胶,过滤洗涤中性后,研磨成粉末,即得初级催化剂;(4)、然后将步骤(3)获得的初级催化剂分散到去离子水中,加入另外配置好的氯铂酸和表面活性剂溶液中;滴加硼氢化钠溶液,过滤,水洗,真空干燥,得到所述燃料电池阳极催化剂。
燃料电池作为21世纪的绿色能源已引起世界各国的高度重视。其中质子膜燃料电池(PEMFC),直接甲醇燃料电池(DMFC)的研宄更令人注目。它们的优势之一是可广泛作为移动运输工具的电源。然而,无论质子交换膜燃料电池还是直接甲醇燃料电池,都存在CO对Pt催化剂中毒问题,因为重整气中含有少量的CO,甲醇氧化过程中也会有类似CO的中间气体,而痕量的CO可以使电池的性能大幅度下降,因此,解决抗CO问题已成为世界各国燃料电池研宄界急待解决的问题。
由于以氢气为燃料的质子交换膜燃料电池的技术难题一一氢气的储运技术至今没有得到很好的解决,人们一直试图开发以具有电化学活性的液态或溶液态富氢化合物为燃料的直接液态燃料电池。将甲醇代替氢气直接输入燃料电池发电一一直接甲醇燃料电池已广泛研宄多年,它所需使用的铂催化剂虽然比氢-氧(空)燃料电池加多几倍,但是单位面积电极所发电能的功率仍只有氢-氧燃料电池的几分之一,而且甲醇有毒,存在安全隐患。在这种背景下,以无毒、不燃、储运方便的硼氢化物为燃料的直接硼氢化物燃料电池(DBFC)受到了人们的重视和研宄开发。
从前人的研宄来看,在直接硼氢化物燃料电池中所用的Au阳极电催化剂存在着制备工艺复杂,金颗粒尺寸大,电催化活性较低,添加Pt、Pd贵金属增加催化剂成本的问题。因此,开发制备成本低,小粒径,高催化活性的Au阳极电催化剂是直接硼氢化物燃料电池实现商业化进程中需要解决的关键技术。
虽然,现有技术中已经公开了以还原剂进行原位还原而制备燃料电池阳极催化剂的方法,但是现有技术中所述的方法制备的催化剂中,载体上担载的贵金属含量低,达不到要求,造成催化剂的催化效率低下;而且,载体上的贵金属分布不均匀,在坑道中大量聚集贵金属纳米粒子,而峰部却裸露出来,大大的影响了催化剂的活性。