CN111033839A - 催化组合物、其制备方法、其用于制造燃料电池电极的用途以及具有其的燃料电池 - Google Patents
催化组合物、其制备方法、其用于制造燃料电池电极的用途以及具有其的燃料电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111033839A CN111033839A CN201880053571.8A CN201880053571A CN111033839A CN 111033839 A CN111033839 A CN 111033839A CN 201880053571 A CN201880053571 A CN 201880053571A CN 111033839 A CN111033839 A CN 111033839A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ionomer
- fuel cell
- catalytic
- composition
- coated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 75
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 claims abstract description 78
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 25
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 19
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 5
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 oxygen anions Chemical class 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100025532 Male-enhanced antigen 1 Human genes 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000306 component Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 2
- 239000002063 nanoring Substances 0.000 description 2
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 125000001989 1,3-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:1])=C([H])C([*:2])=C1[H] 0.000 description 1
- JMGNVALALWCTLC-UHFFFAOYSA-N 1-fluoro-2-(2-fluoroethenoxy)ethene Chemical compound FC=COC=CF JMGNVALALWCTLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPZVOQSREQBFML-UHFFFAOYSA-N 3h-pyrrolo[3,4-c]pyridine Chemical compound C1=NC=C2CN=CC2=C1 DPZVOQSREQBFML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005233 alkylalcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- ABDBNWQRPYOPDF-UHFFFAOYSA-N carbonofluoridic acid Chemical compound OC(F)=O ABDBNWQRPYOPDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010055837 phosphocarrier protein HPr Proteins 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/8668—Binders
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/8673—Electrically conductive fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9075—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/9083—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/023—Porous and characterised by the material
- H01M8/0241—Composites
- H01M8/0243—Composites in the form of mixtures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及用于制造燃料电池电极（12）的催化组合物（20）。所述组合物（20）包含颗粒形式的催化活性材料（22），例如铂，涂覆有第一离聚物（27）的碳纳米材料（26），以及催化活性材料（22）和经涂覆的碳纳米材料（25）以分散形式存在于其中的粘合剂组合物（24），其中该粘合剂组合物（22）包含第二离聚物，并且第一与第二离聚物是相同或不同的。所述组合物（20）用于制造燃料电池（10）的燃料电池电极的催化层（12a、12k）。
Description
本发明涉及用于燃料电池电极的催化组合物、其制备方法及其用于制造燃料电池电极，特别是经催化涂覆的膜或气体扩散电极的用途。本发明还涉及具有可由该催化组合物制成的催化层的燃料电池。
燃料电池利用燃料与氧气产生水的化学反应，以产生电能。为此，燃料电池包含所谓的膜-电极-组合件（MEA表示膜电极组合件）作为核心组件，其是由离子传导性（通常是质子传导性）膜和各自布置在该膜两侧的催化电极（阳极和阴极）形成的结构。后者主要包含经负载的贵金属，尤其是铂。另外，气体扩散层（GDL）可以在膜-电极-组合件两侧布置在电极的背离膜的那些侧上。通常，燃料电池由多个布置在堆叠体（堆）中的MEA形成，这些MEA的电功率相加。在各个膜-电极-组合件之间通常布置双极板（也称为流场板或隔板），其确保向单电池供应工作介质，即反应物并且通常还用于冷却。另外，双极板确保与膜-电极-组合件的导电接触。
在燃料电池运行期间，燃料（阳极工作介质），特别是氢气H2或含氢气体混合物通过双极板的阳极侧开放流场输送到阳极，在此处H2发生电化学氧化产生质子H+并释放电子（H2 
2H+ + 2e-）。通过电解质或将反应空间以气密方式彼此隔开和电绝缘的膜，实现质子从阳极空间至阴极空间的（结合水或无水的）运输。在阳极提供的电子通过电线引导到阴极。通过双极板的阴极侧开放流场将氧气或含氧气体混合物（例如空气）作为阴极工作介质输送到阴极，以使得O2发生还原产生O2-并吸收电子（1/2 O2 + 2e- 
O2- ）。同时，在阴极空间中氧阴离子与穿过膜运输的质子反应以形成水（O2- + 2H + 
H2O）。
燃料电池中的催化电极大多以催化涂层的形式存在。在聚合物电解质膜上的涂层的情况下，也称为经催化涂覆的膜（CCM表示经催化剂涂覆的膜）。如果涂层布置在扩散层上，则其也称为气体扩散电极。通常将催化层作为悬浮体（催化剂墨）施加到相应的基材上，该悬浮体具有催化活性材料，即催化贵金属，其以负载在导电碳材料上的形式存在。还已知将聚合物离聚物作为粘合剂添加到悬浮体中并改进电子运输。在施加到基材上之后，将涂层干燥，以使得所得的催化层（CL表示催化剂层）由经负载的催化活性材料和离聚物组成。
由US 2004/185325 A1已知用于制造燃料电池电极的方法，其中将催化活性材料、碳以及离聚物从气相共沉积在基材上。该基材是聚合物电解质膜或碳载体。
US 2016/156054 A1描述了用于燃料电池的两层催化层，其中朝着扩散层的子层由涂覆有第一离聚物的催化剂颗粒组成，并且与其紧贴的膜附近的子层由第二离聚物颗粒组成。
US 818026 B2描述了不同当量质量的两种离聚物用于燃料电池电极中的用途。
EP 2882017 A1描述了燃料电池电极的制造，其中碳纳米管（CNT）在基材上生长，催化剂沉积在CNT上，随后用离聚物涂覆CNT和催化剂。将由此制成的组合物转移到聚合物电解质膜上，以由此获得经催化涂覆的膜（CCM）。
US 7771860 B2公开了用于燃料电池的具有核壳结构的催化剂组合物。碳核涂覆有由颗粒形式的催化材料制成的“壳”，该催化材料通过离聚物与碳核结合。所述制造是通过将碳颗粒、催化材料和离聚物混合而实现的。
本发明的目的现在是提供用于燃料电池电极的催化剂组合物，通过该催化剂组合物可制备特别是在低相对水分含量下具有改进的质子传导性的催化层。理想地，高质子传导性不仅应在使用寿命开始时，而且还应在燃料电池的较长运行后保持。还应提出相应的燃料电池电极和燃料电池。
该目的通过具有所述特征的催化组合物、其制备方法、燃料电池电极以及独立权利要求的燃料电池来实现。本发明的优选实施方式由从属权利要求中提到的其余特征得出。
本发明的催化组合物包含颗粒形式的催化活性材料、涂覆有第一离聚物的碳纳米材料、以及催化活性材料和经涂覆的碳纳米材料以分散形式存在于其中的包含第二离聚物的粘合剂组合物。第一与第二离聚物可以相同或不同。
已经发现，与具有未涂覆的纳米材料或根本不具有纳米材料的传统催化层相比，由本发明的催化组合物制备的催化层具有更高的质子传导性。另外，该高质子传导性甚至经燃料电池的较长运行时间也得以保持。不希望受理论的束缚，假定涂覆有离聚物的纳米材料在由催化组合物制备的催化层中具有两种功能。一方面，认为涂覆有离聚物的纳米材料如同在组合物的实际催化中心，即催化活性材料之间的质子传导桥那样起作用，并因此能够改进通过催化层的质子运输。此外，涂覆有离聚物的纳米材料似乎用于维持催化层的结构完整性。通过用离聚物涂覆碳纳米材料，避免通常为贵金属的催化材料与明显较不贵重的碳直接接触。因此防止由于碳和贵金属的不同电化学势引起的碳纳米材料腐蚀，从而其功能经长运行时间得以保持。
离聚物被理解为是指聚合物（大分子），其构造单元部分地具有离子或可离子化基团，它们作为侧链以共价键合在聚合物主链上的形式存在。因此，它大多是电中性构造单元以及离子或可离子化构造单元的共聚物。在此，离子/可离子化构造单元的比例通常低于中性构造单元的比例，并且基于形成该离聚物的构造单元的总数计通常为1至15摩尔％。
包封碳纳米材料的第一离聚物与粘合剂组合物的第二离聚物可以相同或不同。在本发明的一个优选实施方案中，两种离聚物至少在它们的当量质量方面不同。通过使用具有不同当量质量的离聚物，进一步改进质子传导性及其长期稳定性。第一离聚物优选具有比第二离聚物小的当量质量（EW表示当量重量）。在本发明的一个有利的实施方案中，包封碳纳米材料的第一离聚物的当量质量小于850。在此，当量质量EW被定义为每离子或可离子化基团，例如每磺酸基的离聚物分子质量。当量质量EW可以如Mauritz等人在Nafion情况中所述那样（Mauritz, K.A., Moore, R.B.: “State of Understanding of Nafion”Chemical Reviews 104 (10) (2004): 4535-4585）测定。
在本发明的另一个优选实施方案中设置，催化活性材料以负载（固定）在碳载体上的形式存在。碳载体一方面用于催化材料的电连接，且另一方面用于提供高的比表面积，这导致催化中心的高度可及性。此外，将催化活性材料固定在碳载体上防止催化剂颗粒一起生长和与其相关的电催化表面减少。碳载体与碳纳米材料可以相同或不同。在该实施方案中，组合物既包含涂覆有离聚物的碳纳米材料，也包含负载有催化活性材料的碳载体材料作为未相互结合的独立成分。
除了第二离聚物之外，粘合剂组合物可以包含其它成分，特别是用于第二离聚物的溶剂。
碳纳米材料上的第一离聚物的平均层厚度优选为5至20nm，特别是8至12nm。众所周知，离聚物层的质子传导性很大程度上取决于它们的层厚度，其中质子传导性随着层厚度的减小而增加。所述上限一方面确保了纳米材料被第二离聚物连续包覆。另一方面，层厚度足够薄，以确保高质子传导性。
本发明进一步涉及用于制备本发明的催化组合物的方法。该方法包括以下步骤：
（a）将碳纳米材料与第一离聚物在溶剂中混合，并将混合物暴露于预定的温度和压力条件，以形成涂覆有离聚物的碳纳米材料，和
（b）将涂覆有离聚物的碳纳米材料与颗粒形式的催化活性材料以及包含第二离聚物的粘合剂组合物混合，其中第一与第二离聚物是相同或不同的。
因此，该制备方法是两阶段方法，其中在第一阶段中制备涂覆有离聚物的碳纳米材料，并在第二阶段中将组合物的成分组合。该两阶段方法产生所述的根据本发明的催化组合物。
在阶段（a）中使用的温度和压力条件以及溶剂的选择导致纳米材料上稳定的离聚物涂层，其甚至在后续阶段（b）的粘合剂组合物中也不溶解。优选地，所述预定的温度条件包含40至150℃的温度，特别是80至130℃的温度，和/或所述预定的压力条件包含环境压力至1050kPa的压力。在这些条件下，实现纳米材料上长期稳定的第一离聚物涂层。此外，在该步骤中，优选使用醇，例如烷基醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇，或水或它们的混合物作为溶剂。
任选地，可以在阶段（a）和（b）之间进行干燥步骤，以除去阶段（a）的溶剂并干燥离聚物层。
本发明的另一方面涉及本发明的催化组合物用于制造燃料电池电极的催化层的用途。特别地，燃料电池电极是用于燃料电池的经催化涂覆的膜，即聚合物电解质膜，其至少在一侧，优选在两侧涂覆有该组合物的催化层。替代地，所述燃料电池电极是用于燃料电池的气体扩散电极，即气体可透过的气体扩散层，在其平坦侧之一上涂覆有所述组合物的催化层。所述燃料电池电极用作燃料电池中的阳极或阴极。在实施方案中，阳极和阴极的催化层可以彼此不同，特别是在催化活性材料的选择方面。
该催化层的制备通过如下方式实现：借助包括浇注、抹涂、喷涂、浸涂、刮涂等的任意方法而将催化组合物作为薄层施加到相应的基材（聚合物电解质膜或气体扩散层）上。然后干燥该层，以除去溶剂。任选可以在干燥之前将燃料电池、可能经涂覆的膜与可能经涂覆的气体扩散层组合在一起，然后才进行干燥过程。
本发明的另一方面涉及具有由根据本发明的催化组合物制成的催化层的燃料电池。
除非在个别情况下另有说明，否则本申请中提到的本发明的各种实施方案可以有利地相互组合。
下面参照附图在实施例中阐释本发明。其中：
图1显示了具有本发明的催化剂材料的燃料电池的截面图；
图2显示了根据现有技术的用于燃料电池的催化组合物的高度示意图；
图3显示了根据本发明的一个实施方案的用于燃料电池的催化组合物的高度示意图。
图1以示意性截面图显示了燃料电池10的结构。燃料电池10的核心件是整体上用14表示的膜-电极-组合件（MEA）。MEA 14包括聚合物电解质膜11、两个布置在其平坦侧上的催化层或催化涂层，即阳极12a和阴极12k，以及两个布置在其两侧上的气体扩散层13。聚合物电解质膜11是离子传导性，特别是质子传导性聚合物，例如以商品名Nafion®销售的产品。气体扩散层13由气体可透过的导电材料构成，该导电材料例如具有泡沫结构或纤维结构等并且用于将反应气体分配到催化层12a和12k上。催化层12a、12k由根据本发明的催化组合物制成，并且在所示实施例中被制造为膜11两侧的涂层。这样的结构也称为CCM（经催化剂涂覆的膜）。替代地，催化层12a、12k可以被制造为气体扩散层13的涂层，以使得称为气体扩散电极。
双极板15，即阳极板15a和阴极板15k紧贴在膜-电极-组合件14的两侧。通常将大量的这样的单电池10堆叠成燃料电池堆叠体，以使得各个双极板由阳极板15a和阴极板15k组成。双极板15a、15k各自包含反应物通道16的结构，其朝着气体扩散层13的方向被设计为开放，并且用于输送和分配燃料电池的反应物。例如，燃料，在此氢气H2通过反应物通道16输送到阳极板15a，并且氧气O2或含氧气体混合物，特别是空气通过相应的通道16输送到阴极板15k。双极板15a、15k通过外部电路18相互连接并且与耗电器19，例如用于电动车辆的牵引发动机或电池组连接。
在燃料电池10的运行期间，氢气通过反应物通道16输送到阳极板15a，分配在阳极侧的气体扩散层13上并且输送到催化阳极12a。在此，氢气H2发生催化离解和氧化产生质子H+并释放电子，该电子通过电路18输出。另一方面，氧气通过阴极板15k且通过阴极侧的气体扩散层13引导到催化阴极12k。同时，在阳极侧形成的蛋白质H+通过聚合物电解质膜11朝着阴极12k的方向扩散。在此，被输送的空气氧气在催化贵金属上与质子反应以形成水，并吸收通过外部电路18输送的电子，该水随着反应气体从燃料电池10中输出。通过由此产生的电流，可以供给耗电器19。
根据本发明的催化层可以用于燃料电池的阳极12a和/或阴极12k。配备有本发明的催化层12a、12k的燃料电池10的特征在于，尤其在低相对湿度下，通过催化层12a、12k的质子运输得以改进。在此，不仅在新型燃料电池的情况下，而且经长运行时间而存在良好的质子传导性。
图2显示了整体上用20'表示的根据现有技术的用于燃料电池电极的催化组合物。组合物20'包含负载型催化剂21，其包含碳载体23和固定（负载）在其上的催化活性材料22。负载型催化剂21以分散在粘合剂组合物24中的形式存在，该粘合剂组合物基本上由离聚物24和用于其的溶剂组成。
在图3中在一个优选实施方案中显示了根据本发明的用于燃料电池电极的催化组合物20。催化组合物20又包含负载型催化剂21，其包含碳载体23和固定（负载）在其上的催化活性材料22。在图3的详细图中单独显示了负载型催化剂21。该组合物还包含涂覆有离聚物（第一离聚物）27的碳纳米材料26。在图3的详细图中同样地单独显示了涂覆有离聚物的碳纳米材料25。负载型催化剂21和涂覆有离聚物的碳纳米材料25以分散在粘合剂组合物24中的形式存在，该粘合剂组合物基本上由离聚物（第二离聚物）24和用于其的溶剂组成。第一与第二离聚物可以相同或不同。
本发明的组合物20的催化活性材料22是要在阳极或阴极上催化的燃料电池反应的实际催化剂。催化活性材料22优选地包含铂（Pt）或铂合金，其中铂与钌、铱、铑、钯、锇、钨、铅、铁、铬、钴、镍、锰、钒、钼、镓、铝及其组合制成合金。
碳纳米材料26包含由碳制成的各种已知纳米结构，特别是碳纳米管（碳纳米管CNT）、碳纳米纤维（碳纳米纤维CNF）、碳纳米球、碳纳米角（碳纳米角）、碳纳米环（碳纳米环）、石墨、碳纳米粉、Vulcan、炭黑（炭黑）、乙炔黑（乙炔黑）、活性炭、富勒烯及其混合物。在它们中优选碳纳米管（CNT）和碳纳米纤维（CNF）。
用于催化活性材料22的碳载体23原则上可以选自对于碳纳米材料26所提及的相同材料或其它材料。在它们中优选石墨、碳纳米粉、Vulcan、炭黑（炭黑）、乙炔黑（乙炔黑）、活性炭和碳粉及其混合物。
第一离聚物27和第二离聚物24彼此独立地被理解为是指聚合物，其构造单元部分地具有离子或可离子化基团，特别是羧基和/或磺酸基，它们作为侧链以共价键合在聚合物主链上的形式存在。它优选是电中性构造单元以及离子/可离子化构造单元的共聚物。例如，第一和/或第二离聚物27、24基于基于氟的聚合物、基于苯并咪唑的聚合物、基于聚酰亚胺的聚合物、基于聚醚酰亚胺的聚合物、基于聚苯硫醚的聚合物、基于聚砜的聚合物、基于聚醚砜的聚合物、基于聚醚酮的聚合物、基于聚醚醚酮的聚合物和基于聚苯基喹喔啉的聚合物或其构造单元。特别实例是聚（全氟磺酸）、聚（全氟羧酸）、四氟乙烯和氟乙烯基醚的具有磺酸基的共聚物、氟化聚醚酮硫醚、芳基酮、聚（2,2'-（间亚苯基）-5,5'-二苯并咪唑）和聚（2,5-苯并咪唑）。
根据本发明的催化组合物可以通过两阶段方法制备，其中在第一阶段中用第一离聚物27的溶液涂覆碳纳米材料26以获得涂覆有离聚物的碳纳米材料25，并任选地干燥。在第二阶段中，将如此制备的涂覆有离聚物的碳纳米材料25在一个步骤中或相继地与（任选经负载的）催化活性材料22混合并与包含第二离聚物24的粘合剂组合物的溶液混合。如果使用已经负载的催化活性材料22，则获得根据图3的组合物，其包含涂覆有离聚物的碳纳米材料25以及作为分散在粘合剂组合物24中的独立固体组分的经负载的催化活性材料21。
为了由本发明的催化组合物制备催化层12a、12k（见图1），将该催化组合物作为薄层通过合适的本身任意的方法施加到相应的基材，特别是膜11或扩散层13上，干燥并将所述组件组合以形成燃料电池10。任选地，所述干燥也可以在所述组合之后进行。
附图标记列表
10 燃料电池
11 聚合物电解质膜
12 催化层/催化电极
12a 阳极
12k 阴极
13 气体扩散层
14 膜-电极-组合件
15 双极板
15a 阳极板
15k 阴极板
16 反应物通道
17 冷却剂通道
18 电路
19 耗电器/电负载
20 根据本发明的催化组合物
20' 根据现有技术的催化组合物
21 负载型催化剂
22 催化活性材料
23 碳载体
24 粘合剂组合物/第二离聚物
25 涂覆有离聚物的碳纳米材料
26 碳纳米材料
27 第一离聚物/离聚物涂层。
Claims (10)
1.用于燃料电池电极（12）的催化组合物（20），其包含颗粒形式的催化活性材料（22）、涂覆有第一离聚物（27）的碳纳米材料（26），以及催化活性材料（22）和涂覆有离聚物的碳纳米材料（25）以分散形式存在于其中的粘合剂组合物，其中该粘合剂组合物包含第二离聚物（24），并且第一与第二离聚物（27、24）是相同或不同的。
2.根据权利要求1所述的催化组合物（20），其特征在于，所述第一与第二离聚物（27、24）不同，并且所述第一离聚物（27）具有小于所述第二离聚物（24）的当量质量，其中所述第一离聚物（27）的当量质量EW优选小于850。
3.根据权利要求1或2所述的催化组合物（20），其特征在于，催化活性材料（22）以负载在碳载体（23）上的形式存在，其中碳载体（23）与碳纳米材料（26）是相同或不同的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的催化组合物（20），其特征在于，所述第一离聚物（27）在所述碳纳米材料（26）上的平均层厚度为5至20nm，特别是8至12nm。
5.制备根据权利要求1至4中任一项所述的催化组合物的方法，其包括以下步骤：
（a）将碳纳米材料（26）与第一离聚物（27）在溶剂中混合，并将混合物暴露于预定的温度和压力条件，以形成涂覆有离聚物的碳纳米材料（25），和
（b）将涂覆有离聚物的碳纳米材料（25）与颗粒形式的催化活性材料（22）以及包含第二离聚物（24）的粘合剂组合物（24）混合，其中第一与第二离聚物（24）是相同或不同的。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预定的温度条件包含40至150℃的温度。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述预定的压力条件包含环境压力至1050kPa的压力。
8.根据前述权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，步骤（a）中的溶剂是醇、水或它们的混合物。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的催化组合物（20）用于制造燃料电池电极的催化层（12a、12k），特别是燃料电池（10）的经催化涂覆的膜或燃料电池（10）的气体扩散电极的用途。
10.燃料电池（10），其具有由根据权利要求1至4中任一项所述的催化组合物（20）制成的催化层（12a、12k）。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017214725.3 | 2017-08-23 | ||
| DE102017214725.3A DE102017214725A1 (de) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Katalytische Zusammensetzung, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung zur Herstellung einer Brennstoffzellenelektrode sowie Brennstoffzelle mit einer solchen |
| PCT/EP2018/069730 WO2019037974A1 (de) | 2017-08-23 | 2018-07-20 | Katalytische zusammensetzung, verfahren zu ihrer herstellung, ihre verwendung zur herstellung einer brennstoffzellenelektrode sowie brennstoffzelle mit einer solchen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111033839A true CN111033839A (zh) | 2020-04-17 |
Family
ID=63013017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880053571.8A Pending CN111033839A (zh) | 2017-08-23 | 2018-07-20 | 催化组合物、其制备方法、其用于制造燃料电池电极的用途以及具有其的燃料电池 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200212452A1 (zh) |
| EP (1) | EP3596767B1 (zh) |
| KR (2) | KR20240055900A (zh) |
| CN (1) | CN111033839A (zh) |
| DE (1) | DE102017214725A1 (zh) |
| WO (1) | WO2019037974A1 (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102348550B1 (ko) * | 2019-11-04 | 2022-01-07 | 한국전력공사 | 흑연화 된 탄소나노섬유를 포함하는 연료전지용 전극 및 그의 제조방법 |
| CN116711107A (zh) * | 2020-09-28 | 2023-09-05 | 海易森汽车股份有限公司 | 具有使用复合催化剂的增强的一氧化碳耐受性催化剂层的燃料电池 |
| US20220109136A1 (en) * | 2020-10-01 | 2022-04-07 | GM Global Technology Operations LLC | Electrode assembly and method of making the same |
| KR20220138987A (ko) * | 2021-04-07 | 2022-10-14 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 연료전지용 촉매층, 그의 제조방법, 막-전극 어셈블리, 그의 제조방법 및 연료전지 |
| CN116487614B (zh) * | 2023-05-30 | 2024-04-09 | 一汽解放汽车有限公司 | 阴极催化层的制备方法、膜电极的制备方法及膜电极 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1691383A (zh) * | 2004-04-26 | 2005-11-02 | 株式会社东芝 | 液体燃料型固体高分子燃料电池、及其阳极和膜电极组件 |
| JP2006228745A (ja) * | 2001-03-28 | 2006-08-31 | Toshiba Corp | 燃料電池用触媒材料及び燃料電池用触媒材料の製造方法 |
| CN101626081A (zh) * | 2008-07-10 | 2010-01-13 | 通用汽车环球科技运作公司 | 膜电极的结构增强 |
| US20120009503A1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-01-12 | 3M Innovative Properties Company | Fuel cell electrodes with conduction networks |
| CN103329321A (zh) * | 2011-01-18 | 2013-09-25 | 丰田自动车株式会社 | 膜电极接合体的制造方法及固体高分子型燃料电池 |
| US20160285106A1 (en) * | 2010-08-23 | 2016-09-29 | Audi Ag | Mixed-ionomer electrode |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US818026A (en) | 1905-02-07 | 1906-04-17 | Rollyn Hawkins | Dust deflector and catcher for radiators. |
| US20040185325A1 (en) | 2000-10-27 | 2004-09-23 | Faguy Peter M | Fuel cell having improved catalytic layer |
| JP5157041B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2013-03-06 | 株式会社エクォス・リサーチ | マイクロ／ナノカプセル、燃料電池用の触媒層、燃料電池、及びマイクロ／ナノカプセルの製造方法 |
| KR101319377B1 (ko) | 2006-06-14 | 2013-10-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지용 촉매, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리 및이를 포함하는 연료 전지 시스템 |
| JP5219350B2 (ja) * | 2006-08-22 | 2013-06-26 | 大日本印刷株式会社 | 固体高分子型燃料電池用の触媒層及びその製造方法 |
| JP5266794B2 (ja) * | 2008-03-03 | 2013-08-21 | 大日本印刷株式会社 | 固体高分子形燃料電池用触媒層及びその製造方法 |
| KR101154315B1 (ko) * | 2009-11-30 | 2012-06-13 | 현대자동차주식회사 | 고분자 전해질 연료전지용 전극 및 이를 이용한 막-전극 어셈블리 제조 방법 |
| JP5387418B2 (ja) * | 2010-01-07 | 2014-01-15 | 株式会社エクォス・リサーチ | 燃料電池用触媒層及び燃料電池用触媒層の製造方法並びに膜電極接合体 |
| JP5596522B2 (ja) * | 2010-12-06 | 2014-09-24 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 触媒層部材と膜電極接合体および燃料電池 |
| KR101712295B1 (ko) | 2012-08-02 | 2017-03-03 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 연료 전지용 전극 및 연료 전지용 전극, 막 전극 접합체 및 연료 전지의 제조 방법 |
| CA2872682A1 (en) | 2014-11-28 | 2016-05-28 | Daimler Ag | Membrane electrode assembly for a fuel cell, method for preparing the membrane electrode assembly, fuel cell system and vehicle |
| JP6741917B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2020-08-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 燃料電池用触媒層及び燃料電池 |
-
2017
- 2017-08-23 DE DE102017214725.3A patent/DE102017214725A1/de active Pending
-
2018
- 2018-07-20 KR KR1020247012961A patent/KR20240055900A/ko not_active Application Discontinuation
- 2018-07-20 EP EP18745554.8A patent/EP3596767B1/de active Active
- 2018-07-20 US US16/639,095 patent/US20200212452A1/en active Pending
- 2018-07-20 CN CN201880053571.8A patent/CN111033839A/zh active Pending
- 2018-07-20 WO PCT/EP2018/069730 patent/WO2019037974A1/de unknown
- 2018-07-20 KR KR1020207005119A patent/KR20200042903A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006228745A (ja) * | 2001-03-28 | 2006-08-31 | Toshiba Corp | 燃料電池用触媒材料及び燃料電池用触媒材料の製造方法 |
| CN1691383A (zh) * | 2004-04-26 | 2005-11-02 | 株式会社东芝 | 液体燃料型固体高分子燃料电池、及其阳极和膜电极组件 |
| CN101626081A (zh) * | 2008-07-10 | 2010-01-13 | 通用汽车环球科技运作公司 | 膜电极的结构增强 |
| US20120009503A1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-01-12 | 3M Innovative Properties Company | Fuel cell electrodes with conduction networks |
| US20160285106A1 (en) * | 2010-08-23 | 2016-09-29 | Audi Ag | Mixed-ionomer electrode |
| CN103329321A (zh) * | 2011-01-18 | 2013-09-25 | 丰田自动车株式会社 | 膜电极接合体的制造方法及固体高分子型燃料电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200042903A (ko) | 2020-04-24 |
| KR20240055900A (ko) | 2024-04-29 |
| EP3596767A1 (de) | 2020-01-22 |
| US20200212452A1 (en) | 2020-07-02 |
| EP3596767B1 (de) | 2020-09-09 |
| DE102017214725A1 (de) | 2019-02-28 |
| WO2019037974A1 (de) | 2019-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7553580B2 (en) | Electrode substrate for a fuel cell, a method for preparing the same, and a membrane-electrode assembly comprising the same | |
| US9346673B2 (en) | Electrode for fuel cell, membrane-electrode assembly for fuel cell comprising the same, fuel cell system comprising the same, and method for preparing the electrode | |
| US7662194B2 (en) | Binder composition for fuel cell, membrane-electrode assembly for fuel cell, and method for preparing the membrane-electrode assembly | |
| US8512915B2 (en) | Catalyst composite material fuel cell, method for preparing the same, membrane-electrode assembly comprising the same, and fuel cell system comprising the same | |
| US8017281B2 (en) | Membrane-electrode assembly for fuel cell with catalyst layer having a first and a second porosity | |
| US8440363B2 (en) | Electrode for fuel cell and fuel cell comprising same | |
| CN111033839A (zh) | 催化组合物、其制备方法、其用于制造燃料电池电极的用途以及具有其的燃料电池 | |
| EP1914825B1 (en) | Membrane-electrode assembly for fuel cell, method of preparing same, and fuel cell system comprising same | |
| US7771860B2 (en) | Catalyst of a fuel cell, and membrane-electrode assembly and fuel cell system including catalyst | |
| JP2006054165A (ja) | 固体高分子型燃料電池及び固体高分子型燃料電池の製造方法 | |
| US20070231675A1 (en) | Membrane-electrode assembly for fuel cell and fuel cell system comprising same | |
| US8685594B2 (en) | Catalyst for cathode of fuel cell, and membrane-electrode assembly for fuel cell | |
| KR102141882B1 (ko) | 혼합 촉매를 포함하는 연료전지 전극 형성용 조성물, 연료전지용 전극 및 이의 제조방법 | |
| US20070122686A1 (en) | Cathode catalyst for fuel cell, membrane-electrode assembly for fuel cell including same and fuel cell system including same | |
| US20060154128A1 (en) | Polymer electrode membrane for fuel, and membrane-electrode assembly and fuel cell system comprising the same | |
| US8182964B2 (en) | Electrode for fuel cell, membrane-electrode assembly for fuel cell, and fuel cell system including the same | |
| EP3382783B1 (en) | Polymer electrolyte membrane, membrane electrode assembly comprising same, and fuel cell comprising membrane electrode assembly | |
| US8445163B2 (en) | Membrane electrode assembly for fuel cell having catalyst layer with mesopore volume, method of preparing same, and fuel cell system including the same | |
| US7960073B2 (en) | Membrane electrode assembly for fuel cell and fuel cell system including the same | |
| KR102455396B1 (ko) | 연료전지 전극 촉매층 형성용 촉매 잉크 및 이의 제조 방법 | |
| KR20180088050A (ko) | 연료전지 촉매 조성물, 이로 제조된 촉매층 및 이를 포함하는 연료전지 | |
| USH2240H1 (en) | Membrane electrode assemblies | |
| DE102017215428A1 (de) | Katalytische Zusammensetzung, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung zur Herstellung einer Brennstoffzellenelektrode sowie Brennstoffzelle mit einer solchen | |
| US11731110B2 (en) | Protonated dimeric ionic liquid to enhance performance of membrane assembly electrode (MEA) | |
| US20230092991A1 (en) | Ionic liquid to enhance performance and durability of membrane assembly electrode (mea) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |