DE102019214543A1 - Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators - Google Patents

Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators Download PDF

Info

Publication number
DE102019214543A1
DE102019214543A1 DE102019214543.4A DE102019214543A DE102019214543A1 DE 102019214543 A1 DE102019214543 A1 DE 102019214543A1 DE 102019214543 A DE102019214543 A DE 102019214543A DE 102019214543 A1 DE102019214543 A1 DE 102019214543A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
alloy catalyst
cationic polymer
precursor
procedure according
catalytic metal
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
Application number
DE102019214543.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Jun Tae Kim
Ju Ahn PARK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of DE102019214543A1 publication Critical patent/DE102019214543A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B01J37/0207—Pretreatment of the support
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/652—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/6522—Chromium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/656—Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/6562—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/75—Cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/8906—Iron and noble metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/8926—Copper and noble metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J25/00—Catalysts of the Raney type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/33—Electric or magnetic properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0018—Addition of a binding agent or of material, later completely removed among others as result of heat treatment, leaching or washing,(e.g. forming of pores; protective layer, desintegrating by heat)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0236—Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
    • 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
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • 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
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8814—Temporary supports, e.g. decal
    • 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
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8828—Coating with slurry or ink
    • 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
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8892—Impregnation or coating of the catalyst layer, e.g. by an ionomer
    • 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
    • H01M4/9008—Organic or organo-metallic compounds
    • 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
    • H01M4/9041—Metals or alloys
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2235/00—Indexing scheme associated with group B01J35/00, related to the analysis techniques used to determine the catalysts form or properties
    • B01J2235/30—Scanning electron microscopy; Transmission electron microscopy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/06—Washing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/002—Alloys based on nickel or cobalt with copper as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/005—Alloys based on nickel or cobalt with Manganese as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/04—Alloys based on a platinum group metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/05—Alloys based on copper with manganese as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • 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
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators, auf dem ein katalytisches Metall getragen wird, enthält das Vorbereiten eines Kohlenstoffverbundstoffes, der einen Kohlenstoffträger aufweist, der mit einem kationischen Polymer beschichtet ist, Tragen eines katalytischen Metalls, das zumindest zwei Metallelemente enthält, auf dem Kohlenstoffverbundstoff, um einen Legierungskatalysator-Vorläufer vorzubereiten, und Waschen des Legierungskatalysator-Vorläufers, um das kationische Polymer zu entfernen.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators, auf dem ein katalytisches Metall getragen wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In den letzten Jahrzehnten wurde auf einer Vielzahl von technischen Gebieten Forschung an Metallpartikeln in Nanogröße aufgrund der einzigartigen Eigenschaften derselben betrieben. Insbesondere wurde Platin bei verschiedenen katalytischen Reaktionen, die Brennstoffzellen enthalten, aufgrund der ausgezeichneten Oberflächenaktivität desselben verwendet, aber die Verwendung von Platin ist aufgrund hoher Kosten und begrenzter noch auffindbarer Reserven begrenzt.
  • Daher wird ein Katalysator erfordert, der eine verringerte Menge an Platin enthält, um die oben erwähnten Probleme zu lösen. In einem Versuch, dies zu erzielen, wurde ein auf Platin basierender Mehrkomponenten-Legierungskatalysator entwickelt, der eine Legierung aus Platin und einem Übergangsmetall enthält, wodurch eine Verringerung des Platingehalts ermöglicht wird. Solch ein Katalysator wird jedoch in einem komplizierten Prozess synthetisiert und es ist schwierig, ein katalytisches Metall in einer Menge zu tragen, die zu einem handelsüblichen Platinkatalysator äquivalent ist, wodurch der Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit von Katalysatoren Beschränkungen auferlegt werden.
  • Darüber hinaus muss ein Platinkatalysator einem komplizierten Prozess unterzogen werden, in dem Bedingungen, wie beispielsweise pH, für eine lange Zeit gesteuert werden, um die Menge des auf demselben getragenen Metalls zu erhöhen. Im Falle eines Legierungskatalysators, der drei oder mehr Komponenten enthält, ist ein Syntheseprozess desselben komplizierter und ein Katalysator, der ein Metall in einer geringen Menge von 20 Gew.% bis 40 Gew.-% trägt, wurde synthetisiert und verwendet, da es schwierig oder nicht möglich ist, einen Katalysator vorzubereiten, der zum Tragen eines Metalls in einer hohen Menge von ca. 60 Gew.-% oder mehr fähig ist.
  • Die oben erwähnten Informationen, die in diesem Abschnitt Hintergrund offenbart sind, dienen lediglich zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der offenbarten Ausführungsformen und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASUNG DER OFFENBARUNG
  • Die offenbarten Ausführungsformen werden in einem Bestreben dargelegt, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, die mit dem Stand der Technik assoziiert werden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators mit drei oder mehr Komponenten zu liefern, der zum Erhöhen der Menge an Metall, das auf demselben getragen wird, und Lösen der Komplexität des Prozesses fähig ist.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist, ein Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators zu liefern, der zum Verringern der Menge an Platin, die verwendet wird, und Bereitstellen einer ausgezeichneten katalytischen Aktivität fähig ist.
  • Die Aufgaben der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf jene beschränkt, die oben beschrieben wurden. Die Aufgaben der vorliegenden Offenbarung können anhand der folgenden Beschreibung und der Ansprüche eindeutig verständlich sein.
  • In einem Aspekt liefert die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators. Das Verfahren enthält das Vorbereiten eines Kohlenstoffverbundstoffes mit einem Kohlenstoffträger, der mit einem kationischen Polymer beschichtet ist, das Tragen eines katalytischen Metalls, das zumindest zwei Metallelemente enthält, auf dem Kohlenstoffverbundstoff, um einen Legierungskatalysator-Vorläufer vorzubereiten, und Waschen des Legierungskatalysator-Vorläufers, um das kationische Polymer zu entfernen.
  • Das Verfahren kann ferner das Trocknen eines Resultats ohne das kationische Polymer unter einer Inertgas-Atmosphäre nach der Entfernung des kationischen Polymers enthalten.
  • Das kationische Polymer kann aus der aus Polyethylenimin (PEI), Polyethylenimin-Ethoxylat (PEIE), Poly-L-Lysin (PLL) und einer Kombination derselben bestehenden Gruppe ausgewählt werden.
  • Der Kohlenstoffverbundstoff kann durch Hinzufügen des Kohlenstoffträgers und des kationischen Polymers zu einem Lösungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von 1:0,5 bis 1:2 gefolgt durch Rühren vorbereitet werden.
  • Das katalytische Metall kann Platin (Pt) und zumindest ein Übergangsmetall enthalten, das aus der aus Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Mangan (Mn), Chrom (Cr) und einer Kombination derselben bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
  • Das katalytische Metall kann Platin (Pt), Kupfer (Cu) und zumindest ein Übergangsmetall enthalten, das aus der aus Eisen (Fe), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Mangan (Mn), Chrom (Cr) und einer Kombination derselben bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
  • Das Vorbereiten des Legierungskatalysator-Vorläufers kann das Hinzufügen eines Übergangsmetall-Vorläufers zu einer Dispersion, in der der Kohlenstoffverbundstoff dispergiert ist, Hinzufügen eines Platin-Vorläufers zu der Dispersion, die den Übergangsmetall-Vorläufer enthält, und Zur-Reaktion-Bringen der Dispersion, die den Platin-Vorläufer enthält, enthalten.
  • Die Reaktion kann bei einer Temperatur von 150 bis 250°C für 10 bis 20 Stunden ausgeführt werden.
  • Der Legierungskatalysator-Vorläufer kann mit 60°C bis 70°C heißem destillierten Wasser gewaschen werden, um das kationische Polymer zu entfernen.
  • Der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator kann das katalytische Metall in einer Menge von 60 Gew.-% oder mehr tragen.
  • In einem anderen Aspekt liefert die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Anordnung. Das Verfahren enthält das Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators, Beschichten eines Trennpapiers mit dem Mehrkomponenten-Legierungskatalysator, um eine Katalysatorschicht zu erzeugen, und Übertragen der Katalysatorschicht auf eine Elektrolytmembran. Das Verfahren zum Vorbereiten des Mehrkomponenten-Legierungskatalysators kann durch das hierin offenbarte und beschriebene Verfahren durchgeführt werden.
  • Andere Aspekte und Ausführungsformen der Offenbarung werden hierin erörtert.
  • Figurenliste
  • Die oben erwähnten und andere Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen derselben detailliert beschrieben, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind, die hierin nur zur Veranschaulichung aufgeführt sind und folglich die vorliegende Offenbarung nicht beschränken und in denen:
    • 1 ein Ablaufplan ist, der ein Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators nach der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 2 einen Kohlenstoffverbundstoff schematisch zeigt;
    • 3 einen Kohlenstoffkatalysator-Vorläufer schematisch zeigt;
    • 4 den Mehrkomponenten-Legierungskatalysator zeigt;
    • 5A die Ergebnisse der Messung der Menge an katalytischem Metall zeigt, das auf dem Legierungskatalysator im Beispiel 1 getragen wird;
    • 5B die Ergebnisse der Messung der Menge an katalytischem Metall zeigt, das auf dem Legierungskatalysator im Beispiel 2 getragen wird;
    • 5C die Ergebnisse der Messung der Menge an katalytischem Metall zeigt, das auf dem Legierungskatalysator im Vergleichsbeispiel 1 getragen wird;
    • 5D die Ergebnisse der Messung der Menge an katalytischem Metall zeigt, das auf dem Legierungskatalysator im Vergleichsbeispiel 2 getragen wird;
    • 6A ein Transmissionselektrodenmikroskop-Analyseergebnis (TEM-Analyseergebnis) des Legierungskatalysators nach dem Beispiel 1 zeigt;
    • 6B ein Transmissionselektrodenmikroskop-Analyseergebnis (TEM-Analyseergebnis) des Legierungskatalysators nach dem Beispiel 2 zeigt;
    • 6C ein Transmissionselektrodenmikroskop-Analyseergebnis (TEM-Analyseergebnis) des Legierungskatalysators nach dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt;
    • 6D ein Transmissionselektrodenmikroskop-Analyseergebnis (TEM-Analyseergebnis) des Legierungskatalysators nach dem Vergleichsbeispiel 2 zeigt;
    • 7A Ergebnisse der Messung der Polarisationskurve einer Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR; engl. oxygen reduction reaction) beim Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 zeigt;
    • 7B Ergebnisse der Messung der Polarisationskurve einer elektrochemischen Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR) für das Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 zeigt;
    • 8A elektrochemische Oberflächenbereiche beim Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 zeigt; und
    • 8B elektrochemische Oberflächenbereiche beim Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die oben beschriebenen Aufgaben und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile sollten anhand der folgenden Ausführungsformen in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen eindeutig verständlich sein. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Formen verkörpert werden. Die Ausführungsformen werden lediglich offenbart, um ein umfassendes und vollständiges Verständnis des offenbarten Kontexts zu ermöglichen und jemanden mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik ausreichend über das technische Konzept der vorliegenden Offenbarung zu informieren.
  • Ähnliche Bezugsnummern beziehen sich überall in der Beschreibung der Figuren auf ähnliche Elemente. In den Zeichnungen sind die Größen von Strukturen zur Klarheit übertrieben. Es sollte klar sein, dass hierin zwar die Ausdrücke „erster/erste/erstes“, „zweiter/zweite/zweites“ etc. verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, diese Elemente jedoch nicht ausgelegt werden sollten, durch diese Ausdrücke beschränkt zu sein, die lediglich zum Unterscheiden eines Elementes von einem anderen Element verwendet werden. Beispielsweise kann innerhalb des Bereiches, der durch die vorliegende Offenbarung definiert ist, ein „erstes“ Element als ein „zweites“ Element bezeichnet werden und ähnlich das „zweite“ Element als das „erste“ Element bezeichnet werden. Die Singularformen sollen auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt.
  • Ferner sollte klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf“ und/oder „hat“ bzw. „mit“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Vorgänge, Operationen, Elemente, Komponenten oder Kombinationen derselben spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten oder Kombinationen derselben ausschließen. Zudem sollte klar sein, dass, wenn ein Element, wie beispielsweise eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder Substrat, bezeichnet wird, sich „auf“ einem anderen Element zu befinden, sich dasselbe direkt auf dem anderen Element befinden kann oder auch ein dazwischenliegendes Element vorhanden sein kann. Es sollte auch klar sein, dass, wenn ein Element, wie beispielsweise eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder Substrat, bezeichnet wird, sich „unter“ einem anderen Element zu befinden, sich dasselbe direkt unter dem anderen Element befinden kann oder auch ein dazwischenliegendes Element vorhanden sein kann.
  • Sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt, sind alle Zahlen, Zahlenangaben und/oder Ausdrücke, die Bestandteile, Reaktionsbedingungen, Polymerzusammensetzungen und Mengen von Gemischen darstellen, die in der Beschreibung verwendet werden, Näherungen, die unter anderem verschiedene Unsicherheiten einer Messung reflektieren, die beim Erhalten dieser Zahlenangaben grundsätzlich auftreten. Aus diesem Grund sollte klar sein, dass in allen Fällen der Ausdruck „ungefähr“ bzw. „ca.“ verstanden werden sollte, alle Zahlen, Zahlenangaben und/oder Ausdrücke zu modifizieren. Wenn numerische Bereiche in der Beschreibung offenbart werden, sind diese Bereiche zudem kontinuierlich und enthalten alle Zahlen vom Minimum bis zum Maximum, einschließlich des Maximum innerhalb jedes Bereiches, sofern nicht anderweitig definiert. Wenn sich der Bereich auf eine ganze Zahl bezieht, enthält derselbe des Weiteren alle ganzen Zahlen vom Minimum bis zum Maximum, einschließlich des Maximum innerhalb des Bereiches, sofern nicht anderweitig definiert.
  • 1 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators nach der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. In Bezug auf 1 kann das Verfahren den Vorgang S10 zum Vorbereiten eines Kohlenstoffverbundstoffes, der einen mit einem kationischen Polymer beschichteten Kohlenstoffträger aufweist, den Vorgang oder Schritt S20 zum Tragen eines katalytischen Metalls, das zwei oder mehr Metallelemente enthält, auf dem Kohlenstoffverbundstoff, um einen Legierungskatalysator-Vorläufer vorzubereiten, den Vorgang S30 zum Waschen des Legierungskatalysator-Vorläufers, um das kationische Polymer zu entfernen, und den Vorgang S40 zum Trocken des Resultats ohne das kationische Polymer unter einer Inertgas-Atmosphäre enthalten.
  • Der Ausdruck „Mehrkomponenten-Legierungskatalysator“, der hierin verwendet wird, bedeutet ein Katalysator, bei dem ein katalytisches Metall, das eine Legierung aus zwei oder mehr Metallelementen enthält, auf einem Träger getragen wird.
  • Der Vorgang S10 zum Vorbereiten des Kohlenstoffverbundstoffes kann das Injizieren eines Kohlenstoffträgers und eines kationischen Polymers in ein Lösungsmittel gefolgt durch Rühren enthalten, um den Kohlenstoffträger mit dem kationischen Polymer zu beschichten.
  • 2 zeigt schematisch den Kohlenstoffverbundstoff 10. In Bezug auf 2 kann der Kohlenstoffverbundstoff 10 einen Kohlenstoffträger 11 und ein kationisches Polymer 12 enthalten, das auf den Kohlenstoffträger 11 aufgetragen ist.
  • Jeder beliebige Kohlenstoffträger 11, der jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik bekannt ist, kann ohne Einschränkung als der Kohlenstoffträger 11 verwendet werden.
  • Der durchschnittliche Partikeldurchmesser, der spezifische Oberflächenbereich und die Gestalt des Kohlenstoffträgers 11 können innerhalb des gewöhnlichen Bereiches liegen, der jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik, zu der die vorliegende Offenbarung gehört, bekannt ist. Die 2-4 veranschaulichen den Kohlenstoffträger 11 in Form eines Partikels, aber die Gestalt des Kohlenstoffträgers 11 ist nicht darauf beschränkt.
  • Der Kohlenstoffträger 11 kann mit einer Säure, einem Alkali oder dergleichen vorbehandelt werden und durch eine Sauerstoffplasmabehandlung oder dergleichen oberflächenmodifiziert werden.
  • Der Ausdruck „kationisches Polymer“, der hierin verwendet wird, bedeutet ein Polymer, das eine kationische funktionelle Gruppe in einer Haupt- oder Seitenkette desselben aufweist.
  • In einigen Fällen kann das kationische Polymer 12 ein beliebiges Element enthalten, das aus der aus Polyethylenimin (PEI), Polyethylenimin-Ethoxylat (PEIE), Poly-L-Lysin (PLL) und einer Kombination derselben bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
  • Das kationische Polymer 12 kann auf die Gesamtheit oder einen Teil der Oberfläche des Kohlenstoffträgers 11 aufgetragen werden. Die 2 und 3 veranschaulichen, dass das kationische Polymer 12 auf die gesamte Oberfläche des Kohlenstoffträgers 11 aufgetragen wird, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
  • Der Kohlenstoffverbundstoff 10 kann durch Hinzufügen des Kohlenstoffträgers 11 und des kationischen Polymers 12 zu einem Lösungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von 1:0,5 bis 1:2 gefolgt durch Rühren vorbereitet werden. Wenn das Gewichtsverhältnis des kationischen Polymers 12 zu dem Kohlenstoffträger 11 weniger als 0,5 beträgt, kann das kationische Polymer 12 nicht ausreichend auf die Oberfläche des Kohlenstoffträgers 11 aufgetragen werden und der Effekt zum Erhöhen der Menge des getragenen katalytischen Metalls kann unzureichend sein und, wenn das Gewichtverhältnis 2 überschreitet, kann es schwierig sein, das kationische Polymer 12 in dem anschließenden Schritt oder Vorgang zu entfernen.
  • Das Lösungsmittel kann ein Alkohol, wie beispielsweise Isopropanol, sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Der Kohlenstoffverbundstoff 10 kann durch Rühren unter angemessenen Bedingungen hinsichtlich der Zeit, Temperatur und Geschwindigkeit vorbereitet werden. Die Rührbedingungen für den Kohlenstoffträger 11 und das kationische Polymer 12 sind jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Der Schritt oder Vorgang S20 zum Tragen des katalytischen Metalls, das zwei oder mehr Metallelemente enthält, auf dem Kohlenstoffverbundstoff 10 zum Vorbereiten eines Legierungskatalysator-Vorläufers kann das Hinzufügen eines katalytischen Metall-Vorläufers zu einer Dispersion, in der der Kohlenstoffverbundstoff 10 dispergiert ist, enthalten und das Zur-Reaktion-Bringen der Bestandteile unter bestimmten Bedingungen enthalten, um einen Legierungskatalysator-Vorläufer vorzubereiten.
  • 3 zeigt schematisch einen Kohlenstoffkatalysator-Vorläufer 1. In Bezug auf 3 kann der Kohlenstoffkatalysator-Vorläufer 1 einen Kohlenstoffverbundstoff 10, der einen Kohlenstoffträger 11 und ein kationisches Polymer 12 enthält, und ein katalytisches Metall enthalten, das auf dem Kohlenstoffverbundstoff 10 getragen wird.
  • Das katalytische Metall 20 kann zwei oder mehr Metallelemente enthalten und eine Legierung aus Platin (Pt) und einem Übergangsmetall sein. Das katalytische Metall 20 kann ein Zweikomponentensystem, ein Dreikomponentensystem, ein Vierkomponentensystem oder ein System mit mehr Komponenten sein.
  • In einigen Fällen kann das katalytische Metall 20 Platin (Pt) und zumindest ein Übergangsmetall enthalten, das aus der aus Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Mangan (Mn), Chrom (Cr) und einer Kombination derselben bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
  • In einigen anderen Fällen kann das katalytische Metall 20 Folgendes enthalten: Platin (Pt); Kupfer (Cu); und zumindest ein Übergangsmetall, das aus der aus Eisen (Fe), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Mangan (Mn), Chrom (Cr) und einer Kombination derselben bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
  • In einigen Fällen kann das katalytische Metall 20 Pt-Cu-Fe oder Pt-Cu-Ni sein.
  • Der Schritt oder Vorgang S20 zum Vorbereiten des Legierungskatalysator-Vorläufers 1 kann das Hinzufügen eines Übergangsmetall-Vorläufers zu einer Dispersion, in der der Kohlenstoffverbundstoff 10 dispergiert ist, Hinzufügen eines Platin-Vorläufers zu einer Dispersion, die den Übergangsmetall-Vorläufer enthält, und Zur-Reaktion-Bringen der resultierenden Dispersion enthalten.
  • Wenn die Anzahl an Übergangsmetallen, die mit Platin zu legieren sind, zwei oder mehr beträgt, können zwei oder mehr Übergangsmetall-Vorläufer gleichzeitig oder separat hinzugefügt werden. In einigen Fällen werden die Übergangsmetall-Vorläufer separat hinzugefügt. Beispielsweise kann, nachdem ein Übergangsmetall-Vorläufer hinzugefügt und dann gerührt wird, der andere Übergangsmetall-Vorläufer hinzugefügt und gerührt werden.
  • Im Hinblick auf die Arten des Übergangsmetall-Vorläufers und des Platin-Vorläufers können beliebige Vorläufer, die jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik, zu der die vorliegende Offenbarung gehört, bekannt sind, beispielsweise Metallacetylacetonat, ohne Einschränkung verwendet werden.
  • Die Menge des Übergangsmetall-Vorläufers, die hinzugefügt wird, die Menge des Platin-Vorläufers, die hinzugefügt wird, und das Gewichtsverhältnis des Übergangsmetall-Vorläufers zu dem Platin-Vorläufer sind nicht besonders beschränkt. Beispielsweise können der Übergangsmetall-Vorläufer und der Platin-Vorläufer in übermäßigen Mengen hinzugefügt werden, um die Menge des katalytischen Metalls 20, das getragen wird, zu maximieren.
  • Der Legierungskatalysator-Vorläufer 1 kann durch Hinzufügen des Übergangsmetall-Vorläufers und des Platin-Vorläufers zu der Dispersion und dann Zur-Reaktion-Bringen der Dispersion in einem Hochdruck- und Hochtemperaturreaktor bei einer Temperatur von 150 bis 250°C und Rührgeschwindigkeit von 300 bis 400 min-1 für eine Reaktionszeit von 10 bis 20 Stunden vorbereitet werden.
  • Wie in Bezug auf den Vorgang S30 beschrieben, wird der Legierungskatalysator-Vorläufer 1 dann gewaschen, um das kationische Polymer 12 zu entfernen, wobei dadurch ein Mehrkomponenten-Legierungskatalysator 2 erhalten wird. 4 zeigt den Mehrkomponenten-Legierungskatalysator 2.
  • Der Legierungskatalysator-Vorläufer 1 kann mit 60°C bis 70°C heißem destillierten Wasser unter Verwendung eines Filters gewaschen werden und gefiltert werden, um das kationische Polymer 12 zu entfernen. Die Anzahl von Malen des Waschens ist nicht besonders beschränkt und kann angemessen gesteuert werden.
  • Da das kationische Polymer 12 entfernt wird, kann ein Mehrkomponenten-Legierungskatalysator 2 erhalten werden, bei dem das katalytische Metall 20 auf dem Kohlenstoffträger 11 getragen wird.
  • Wie in Bezug auf den Vorgang S40 beschrieben, kann der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator 2 dann bei Zimmertemperatur unter einer Inertgas-Atmosphäre, wie beispielsweise Argongas oder Stickstoffgas, getrocknet werden.
  • Die Menge an katalytischem Metall 20, das auf dem Mehrkomponenten-Legierungskatalysator 2 getragen wird, der durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wird, wird verglichen zu einem herkömmlichen Mehrkomponenten-Legierungskatalysator erheblich verbessert. Beispielsweise kann der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator 2 das katalytische Metall 20 in einer Menge von 60 Gew.-% oder mehr, 60 bis 90 Gew.-% oder 60 bis 80 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Kohlenstoffträgers 11 und des katalytischen Metalls 20, das heißt dem Gesamtgewicht des Katalysators, enthalten.
  • Der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator 2, der durch das oben beschriebene Verfahren vorbereitet wird, kann als Katalysatorschicht einer Brennstoffzelle verwendet werden. Beispielsweise kann der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator 2 auf ein Trennpapier aufgetragen werden, um eine Katalysatorschicht zu erzeugen, und die Katalysatorschicht kann auf eine Elektrolytmembran übertragen werden, um eine Membran-Elektroden-Anordnung zu erzeugen.
  • Nachstehend kann die vorliegende Offenbarung in Bezug auf Beispiele detaillierter beschrieben werden. Die folgenden Beispiele sind jedoch nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Offenbarung geliefert und sollten nicht ausgelegt werden, den Bereich der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
  • Beispiel 1
  • Wie oben in Bezug auf den Vorgang S10 beschrieben, wurden Polyethylenimin-Ethoxylat (PEIE) und ein Kohlenstoffträger in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 zu Isopropanol hinzugefügt und danach gerührt. Nach ca. 12 Stunden wurde das Lösungsmittel entfernt und das Resultat mit Ethanol gewaschen und dann in einem Ofen bei ca. 80°C für ca. 12 Stunden getrocknet, um einen Kohlenstoffverbundstoff zu erhalten.
  • Wie in Bezug auf den Vorgang S20 beschrieben, wurde der Kohlenstoffverbundstoff zu einem gemischten Lösungsmittel aus Dimethylformamid (DMF) und Ethylenglykol (EG) hinzugefügt und unter Verwendung eines Ultraschall-Dispergierers dispergiert. Dann wurde Kaliumhydroxid dazu hinzugefügt und für 1 Stunde gerührt, um eine Dispersion zu erhalten. Eine vorbestimmte Menge an Cu(C5H7O2)2 (Kupferacetylacetonat) wurde der Dispersion hinzugefügt und danach für ca. 30 Minuten gerührt. Dann wurde eine vorbestimmte Menge an Fe(C5H7O2)3 (Eisenacetylacetonat) dazu hinzugefügt, die Dispersion für ca. 1 Stunde gerührt und dann eine vorbestimmte Menge an Dimethylformamid (DMF) derselben hinzugefügt. Schließlich wurde eine Lösung aus Pt(C5H7O2)2 (Platinacetylacetonat), die in einem gemischten Lösungsmittel aus Dimethylformamid (DMF) und Ethylenglykol (EG) gelöst wurde, hinzugefügt. Das Gemisch wurde unter Rühren mit ca. 350 min-1 für ca. 15 Stunden während des Haltens einer Temperatur von ca. 170°C in einem Hochdruck-Hochtemperaturreaktor zur Reaktion gebracht, um einen Legierungskatalysator-Vorläufer zu erhalten.
  • Wie in Bezug auf den Vorgang S30 beschrieben, wurde der Legierungskatalysator-Vorläufer mehrere Male mit 60 bis 70°C heißem destillierten Wasser unter Verwendung eines Teflon-Filters gewaschen, um Polyethylenimin-Ethoxylat (PEIE) zu entfernern und dadurch einen Mehrkomponenten-Legierungskatalysator zu erhalten, der ein katalytisches Metall aus Pt-Cu-Fe enthält, das auf einem Kohlenstoffträger getragen wird.
  • Wie in Bezug auf den Vorgang S40 beschrieben, wurde der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator bei Zimmertemperatur unter einer Inertgas-Atmosphäre getrocknet.
  • Beispiel 2
  • Ein Mehrkomponenten-Legierungskatalysator wurde auf gleiche Weise wie beim Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass Ni(C5H7O2)3 (Nickelacetylacetonat) anstelle von Fe (C5H7O2)3 (Eisenacetylacetonat) verwendet wurde, vorbereitet. Der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator nach dem Beispiel 2 enthielt das katalytische Metall aus Pt-Cu-Ni, das auf dem Kohlenstoffträger getragen wird.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein Mehrkomponenten-Legierungskatalysator wurde durch direktes Tragen eines katalytischen Metalls auf einem Kohlenstoffträger ohne Beschichten des Kohlenstoffträgers mit einem kationischen Polymer vorbereitet. Die Einzelheiten des Vorbereitungsverfahren sind, wie folgt.
  • Der Kohlenstoffträger wurde zu einem gemischten Lösungsmittel aus Dimethylformamid (DMF) und Ethylenglykol (EG) hinzugefügt und in demselben unter Verwendung eines Ultraschall-Dispergierers dispergiert. Kaliumhydroxid wurde dann dazu hinzugefügt und das Gemisch wurde für 1 Stunde gerührt, um eine Dispersion zu erhalten. Eine vorbestimmte Menge an Cu(C5H7O2)2 (Kupferacetylacetonat) wurde der Dispersion hinzugefügt und danach für ca. 30 Minuten gerührt. Dann wurde eine vorbestimmte Menge an Fe(C5H7O2)3 (Eisenacetylacetonat) dazu hinzugefügt, die Dispersion für ca. 1 Stunde gerührt und Dimethylformamid (DMF) dazu hinzugefügt. Schließlich wurde eine Lösung aus Pt(C5H7O2)2 (Platinacetylacetonat), die in einem gemischten Lösungsmittel aus Dimethylformamid (DMF) und Ethylenglykol (EG) gelöst wurde, hinzugefügt. Das Gemisch wurde unter Rühren in einem Hochdruck- und Hochtemperaturreaktor mit ca. 350 min-1 für ca. 15 Stunden zur Reaktion gebracht, während eine Temperatur von ca. 170°C gehalten wurde, um einen Mehrkomponenten-Legierungskatalysator zu erhalten, der ein katalytisches Metall aus Pt-Cu-Fe enthält, das auf dem Kohlenstoffträger getragen wird.
  • Der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator wurde bei Zimmertemperatur unter einer Inertgas-Atmosphäre getrocknet.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Ein Mehrkomponenten-Legierungskatalysator wurde auf gleiche Weise wie bei dem Vergleichsbeispiel 1 mit der Ausnahme, dass Ni(C5H7O2)3 (Nickelacetylacetonat) anstelle von Fe(C5H7O2)3 (Eisenacetylacetonat) verwendet wurde, vorbereitet. Der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator nach dem Vergleichsbeispiel 2 enthielt das katalytische Metall aus Pt-Cu-Ni, das auf dem Kohlenstoffträger getragen wird.
  • Vergleichsbeispiel 1 - Messung der Menge des getragenen katalytischen Metalls
  • Die Mengen an katalytischem Metall, das auf dem Legierungskatalysator nach dem Beispiel 1, Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 getragen wird, wurden durch thermogravimetrische Analyse (TGA) gemessen. Während der thermogravimetrischen Analyse wurde der Kohlenstoffträger pyrolysiert und entfernt bis die Temperatur des Katalysators mit einer Rate von 10°C/min bis auf 800°C unter einer Sauerstoffatmosphäre erhöht wurde. Schließlich blieb nur das katalytische Metall zurück. Infolgedessen war es möglich, die Menge an katalytischem Metall, das auf demselben getragen wurde, durch Vergleichen der Menge des zurückbleibenden katalytischen Metalls mit der Gesamtmenge des anfänglich getragenen katalytischen Metalls zu messen.
  • Die Ergebnisse werden in den 5A-5D gezeigt. Beispielsweise zeigt 5A die Ergebnisse der Messung der Menge an katalytischem Metall, das auf den Legierungskatalysator im Beispiel 1 geladen wurde, 5B die Ergebnisse der Messung der Menge an katalytischem Metall, das auf dem Legierungskatalysator im Beispiel 2 getragen wird, 5C die Ergebnisse der Messung der Menge an katalytischem Metall, das auf dem Legierungskatalysator im Vergleichsbeispiel 1 getragen wird, und 5D die Ergebnisse der Messung der Menge an katalytischem Metall, das auf dem Legierungskatalysator im Vergleichsbeispiel 2 getragen wird.
  • Wie anhand der 5A erkannt werden kann, betrug in Bezug auf den Mehrkomponenten-Legierungskatalysator des Beispiels 1 nach der vorliegenden Offenbarung die Menge an getragenem Pt-Cu-Fe ca. 60 Gew.-%. Andererseits betrug in Bezug auf den Mehrkomponenten-Legierungskatalysator des Vergleichsbeispiels 1, der ohne Verwendung des kationischen Polymers vorbereitet wurde, die Menge an getragenem Pt-Cu-Fe nur ca. 39 Gew.-%.
  • Wie anhand der 5C erkannt werden kann, betrug indessen die Menge an Pt-Cu-Ni, das auf dem Mehrkomponenten-Legierungskatalysator des Beispiels 2 nach der vorliegenden Offenbarung getragen wird, ca. 60 Gew.-%. Andererseits betrug die Menge an Pt-Cu-Ni, das auf dem Mehrkomponenten-Legierungskatalysator des Vergleichsbeispiels 2 getragen wird, der ohne Verwendung des kationischen Polymers vorbereitet wurde, nur ca. 36 Gew.-%.
  • Diese Ergebnisse zeigten, dass die Menge an katalytischem Metall, das auf dem Mehrkomponenten-Legierungskatalysator getragen wird, der durch das Vorbereitungsverfahren nach der vorliegenden Offenbarung erhalten wird, auf ein Niveau angestiegen ist, das im Stand der Technik nicht möglich war.
  • Vergleichsbeispiel 2 - Transmissionselektrodenmikroskop-Analyse (TEM-Analyse)
  • Die Transmissionselektrodenmikroskop-Analyse (TEM-Analyse) der Legierungskatalysatoren nach dem Beispiel 1, Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 wurde durchgeführt. Die Ergebnisse werden in den 6A bis 6D gezeigt. 6A zeigt ein Transmissionselektronenmikroskop-Analyseergebnis (TEM-Analyseergebnis) des Legierungskatalysators nach dem Beispiel 1, 6B zeigt ein Transmissionselektronenmikroskop-Analyseergebnis (TEM-Analyseergebnis) des Legierungskatalysators nach dem Beispiel 2, 6C zeigt ein Transmissionselektronenmikroskop-Analyseergebnis (TEM-Analyseergebnis) des Legierungskatalysators nach dem Vergleichsbeispiel 1 und 6D zeigt ein Transmissionselektronenmikroskop-Analyseergebnis (TEM-Analyseergebnis) des Legierungskatalysators nach dem Vergleichsbeispiel 2.
  • Beim Vergleichen der 6A mit 6C kann erkannt werden, dass die Menge des katalytischen Metalls, das auf dem Mehrkomponenten-Legierungskatalysator nach dem Beispiel 1 getragen wird, erheblich größer als die des Vergleichsbeispiels 1 ist.
  • Ähnlich kann beim Vergleichen der 6B mit 6D erkannt werden, dass die Menge des katalytischen Metalls, das auf dem Mehrkomponenten-Legierungskatalysator nach dem Beispiel 2 getragen wird, erheblich größer als die des Vergleichsbeispiels 2 ist.
  • Experimentelles Beispiel 3 - Evaluierung der elektrochemischen Charakteristiken
  • Um die Aktivität der elektrochemischen Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR) und den elektrochemischen Oberflächenbereich (ECSA; engl. electrochemical surface area) zu evaluieren, wurden die Polarisationskurve und der elektrochemische Oberflächenbereich für die Sauerstoffreduktionsreaktion unter Verwendung einer Rotationsscheibenelektrode (RDE; engl. rotation disk electrode) erhalten.
  • Die Fläche der Rotationsscheibenelektrode betrug 19,6 mm2 und das Verfahren zum Laden des synthetisierten Katalysators auf die Elektrodenoberfläche ist, wie folgt.
  • Ein Katalysator vom Pulvertyp wurde in Alkohol dispergiert, ein Ionomer wurde dazu hinzugefügt, um eine katalytische Tinte vorzubereiten, und dann wurde eine vorbestimmte Menge der katalytischen Tinte auf eine Drehscheibenelektrode getropft und getrocknet, um den Alkohol zu verdampfen. Folglich blieb nur der Katalysator vom Filmtyp auf der Drehscheibenelektrode zurück.
  • Die elektrochemischen Charakteristiken wurden unter Verwendung eines Dreielektrodensystems evaluiert. Eine SCE-Elektrode wurde als Bezugselektrode verwendet und ein Platindraht wurde als eine Zählerelektrode verwendet. Die gesamte Analyse wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt.
  • Die Versuchsbedingungen zum Erhalten der ORR-Polarisationskurve sind, wie folgt. Die Elektrolytlösung wurde mit Sauerstoff gesättigt und dann wurde Sauerstoff während der Analyse kontinuierlich zugeführt. Die Scangeschwindigkeit betrug 5 mV/s und der Bereich der Scangeschwindigkeit war 0,05 bis 1,0 V (vs. RHE). Schließlich wurde die Drehzahl der Elektrode auf 1600 min-1 gehalten.
  • Die Ergebnisse werden in den 7A und 7B gezeigt. 7A zeigt Ergebnisse für das Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 und 7B zeigt Ergebnisse für das Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2. Da sich das Halbwellenpotential der Polarisationskurve erhöht, nimmt die Aktivität für die Sauerstoffreduktionsreaktion zu. Bei den Beispielen 1 und 2 betrug der Halbwellenpotentialwert ca. 0,94 V und bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 ca. 0,90 V. Daher kann erkannt werden, dass die Aktivitäten zur Sauerstoffreduktionsreaktion der Beispiele 1 und 2 nach der vorliegenden Offenbarung besser als die der Vergleichsbeispiele 1 und 2 waren.
  • 8A zeigt elektrochemische Oberflächenbereiche für das Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 und 8B zeigt elektrochemische Oberflächenbereiche für das Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2. In Bezug auf diese Zeichnungen zeigen das Beispiel 1 und Beispiel 2 größere elektrochemische Oberflächenbereiche als die des Vergleichsbeispiels 1 bzw. Vergleichsbeispiels 2. Dies indiziert, dass der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator nach den Beispielen 1 und 2 einen vergrößerten elektrochemischen Oberflächenbereich im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 und 2 aufweist.
  • Wie anhand des Voranstehenden offensichtlich ist, ist es nach dem Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators nach der vorliegenden Offenbarung möglich, einen Legierungskatalysator zu erhalten, der eine viel größere Menge an katalytischem Metall als ein herkömmlicher Mehrkomponenten-Legierungskatalysator trägt.
  • Nach dem Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators nach der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen Legierungskatalysator in einer erheblich vereinfachten Weise verglichen zu einem herkömmlichen Vorbereitungsverfahren zu erhalten.
  • Nach dem Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators nach der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen Legierungskatalysator mit einer verbesserten katalytischen Aktivität zu erhalten, während die verwendete Platinmenge verringert wird.
  • Die Effekte der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf jene beschränkt, die oben beschrieben wurden. Es sollte klar sein, dass die Effekte der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung alle Effekte enthalten, die aus der obigen Beschreibung gefolgert werden können.
  • Die Offenbarung enthält mehrere Ausführungsformen, die detailliert beschrieben sind. Von jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik sollte jedoch eingesehen werden, dass an diesen Ausführungsformen Änderungen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Wesen der Offenbarung abzuweichen, deren Bereich in den beiliegenden Ansprüchen und Äquivalenten derselben definiert ist.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Vorbereiten eines Kohlenstoffverbundstoffes, der einen mit einem kationischen Polymer beschichteten Kohlenstoffträger aufweist; Tragen eines katalytischen Metalls, das zumindest zwei Metallelemente enthält, auf dem Kohlenstoffverbundstoff, um einen Legierungskatalysator-Vorläufer vorzubereiten; und Waschen des Legierungskatalysator-Vorläufers, um das kationische Polymer zu entfernen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Trocknen eines Resultats ohne das kationische Polymer unter einer Inertgas-Atmosphäre nach Entfernung des kationischen Polymers.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das kationische Polymer aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyethylenimin (PEI), Polyethylenimin-Ethoxylat (PEIE), Poly-L-Lysin (PLL) und einer Kombination derselben besteht.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kohlenstoffverbundstoff durch Hinzufügen des Kohlenstoffträgers und des kationischen Polymers zu einem Lösungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von 1:0,5 bis 1:2 gefolgt durch Rühren vorbereitet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das katalytische Metall folgendes aufweist: Platin (Pt); und zumindest ein Übergangsmetall, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Mangan (Mn), Chrom (Cr) und einer Kombination derselben besteht.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das katalytische Metall Folgendes aufweist: Platin (Pt); Kupfer (Cu); und zumindest ein Übergangsmetall, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Eisen (Fe), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Mangan (Mn), Chrom (Cr) und einer Kombination derselben besteht.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vorbereiten des Legierungskatalysator-Vorläufers Folgendes aufweist: Hinzufügen eines Übergangsmetall-Vorläufers zu einer Dispersion, in der der Kohlenstoffverbundstoff dispergiert ist; Hinzufügen eines Platin-Vorläufers zu der Dispersion, die den Übergangsmetall-Vorläufer enthält; und Zur-Reaktion-Bringen der Dispersion, die den Platin-Vorläufer enthält.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Reaktion bei einer Temperatur von 150 bis 250°C für 10 bis 20 Stunden durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Legierungskatalysator-Vorläufer mit 60°C bis 70°C heißem destillierten Wasser gewaschen wird, um das kationische Polymer zu entfernen.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Mehrkomponenten-Legierungskatalysator das katalytische Metall in einer Menge von 60 Gew.-% oder mehr trägt.
  11. Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Anordnung, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators durch das Verfahren nach Anspruch 1; Beschichten eines Trennpapiers mit dem Mehrkomponenten-Legierungskatalysator, um eine Katalysatorschicht zu erzeugen; und Übertragen der Katalysatorschicht auf eine Elektrolytmembran.
DE102019214543.4A 2019-04-02 2019-09-24 Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators Pending DE102019214543A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0038701 2019-04-02
KR1020190038701A KR20200116806A (ko) 2019-04-02 2019-04-02 다성분계 합금 촉매의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019214543A1 true DE102019214543A1 (de) 2020-10-08

Family

ID=72518398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019214543.4A Pending DE102019214543A1 (de) 2019-04-02 2019-09-24 Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11065605B2 (de)
KR (1) KR20200116806A (de)
CN (1) CN111769295A (de)
DE (1) DE102019214543A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112582629B (zh) * 2020-12-09 2022-02-15 江南大学 一种超薄碳纳米片负载的纳米高熵合金电催化剂及其制备方法
KR20220081728A (ko) * 2020-12-09 2022-06-16 현대자동차주식회사 연료전지 촉매용 탄소 지지체, 및 이의 제조방법
CN114700075B (zh) * 2022-04-28 2023-05-12 陕西氢易能源科技有限公司 一种多组分催化剂的制备方法、多组分催化剂及其应用
CN115739110B (zh) * 2022-11-04 2024-01-30 湖州美奇医疗器械有限公司 基于铂的催化剂制备方法及其应用
CN115911424B (zh) * 2022-12-01 2023-08-15 广州烯湾氢能科技有限公司 贵金属/碳催化剂及其制备方法、燃料电池

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4568442A (en) * 1985-02-01 1986-02-04 The Dow Chemical Company Gas diffusion composite electrode having polymeric binder coated carbon layer
DE3723687A1 (de) * 1987-07-17 1989-01-26 Basf Ag Verfahren zum verfestigen der oberflaechen von koernigen adsorbentien
US5314760A (en) * 1991-01-09 1994-05-24 The Dow Chemical Company Electrochemical cell electrode
JP3874380B2 (ja) * 1996-08-26 2007-01-31 エヌ・イーケムキャット株式会社 空格子点型格子欠陥を有するカーボン担持白金スケルトン合金電極触媒
US6479704B1 (en) * 2001-04-20 2002-11-12 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogenation with monolith reactor under conditions of immiscible liquid phases
JP2004079244A (ja) * 2002-08-12 2004-03-11 Toshiba Corp 燃料電池用触媒及び燃料電池
US7151069B2 (en) * 2003-07-16 2006-12-19 Japan Storage Battery Co., Ltd. Manufacturing processes of catalyst layer for fuel cell
KR100728611B1 (ko) * 2005-11-25 2007-06-14 주식회사 진우엔지니어링 연료전지용 전극 촉매 및 그의 제조 방법
JP2007237092A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Toyota Motor Corp 触媒材料の製造方法
JP2007273340A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Cataler Corp 高耐久性燃料電池用電極触媒、及びその電極触媒を用いた燃料電池
KR20070099120A (ko) * 2006-04-03 2007-10-09 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지용 애노드 전극, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리및 이를 포함하는 연료 전지 시스템
KR101319377B1 (ko) * 2006-06-14 2013-10-17 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지용 촉매, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리 및이를 포함하는 연료 전지 시스템
JP5166842B2 (ja) * 2007-06-11 2013-03-21 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用電極触媒、その製造法、及びその電極触媒を用いた燃料電池
KR100932979B1 (ko) * 2007-11-28 2009-12-21 삼성에스디아이 주식회사 중공형 캡슐 구조체 및 이의 제조 방법
US8236462B2 (en) * 2008-01-28 2012-08-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrode catalyst for fuel cell, method for producing the electrode catalyst, and polymer electrolyte fuel cell using the electrode catalyst
KR20090090671A (ko) 2008-02-21 2009-08-26 현대자동차주식회사 고 비율 백금 담지 촉매의 제조방법
KR101373092B1 (ko) * 2010-04-05 2014-03-13 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지용 전극 촉매, 이를 포함하는 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 연료 전지 시스템
KR101231006B1 (ko) * 2010-11-26 2013-02-07 현대자동차주식회사 전도성 고분자 보호코팅을 이용한 합금 촉매의 제조방법
US9502719B2 (en) * 2011-06-15 2016-11-22 Stc.Unm Cathode catalysts for fuel cell application derived from polymer precursors
JP6086497B2 (ja) * 2013-10-04 2017-03-01 国立大学法人東京工業大学 ガス拡散電極用触媒層、その製造方法、膜電極接合体および燃料電池
KR101597970B1 (ko) * 2014-03-10 2016-02-26 연세대학교 산학협력단 폴리도파민 보호 코팅을 이용한 합금촉매의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 합금촉매
KR101599221B1 (ko) * 2014-07-08 2016-03-04 건국대학교 산학협력단 연료전지용 전극촉매 및 그 제조방법
US9687813B2 (en) * 2014-12-23 2017-06-27 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Activated carbon/aluminum oxide/polyethylenimine composites and methods thereof
CN104841482B (zh) * 2015-04-01 2017-06-30 沈阳理工大学 一种聚合物修饰的纳米贵金属催化剂及其制备方法
KR102046686B1 (ko) * 2015-09-25 2019-11-19 주식회사 엘지화학 담체-나노입자 복합체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 막전극 접합체
KR102096140B1 (ko) * 2016-02-02 2020-04-02 주식회사 엘지화학 담체-나노입자 복합체, 이를 포함하는 촉매 및 이의 제조방법
KR102096130B1 (ko) * 2016-05-02 2020-04-01 주식회사 엘지화학 담체-나노입자 복합체, 이를 포함하는 촉매 및 이의 제조방법
KR101823901B1 (ko) * 2016-05-19 2018-01-31 현대자동차주식회사 기공성 이형지에 분무 코팅법이 적용된 전극 제조 방법
KR102022413B1 (ko) * 2016-11-21 2019-09-18 주식회사 엘지화학 촉매 및 이의 제조방법
KR102119921B1 (ko) * 2016-12-13 2020-06-05 현대자동차주식회사 탄소층 보호 코팅과 오존을 이용한 백금 합금 촉매의 제조방법
KR102176879B1 (ko) * 2017-09-14 2020-11-10 주식회사 엘지화학 촉매 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200116806A (ko) 2020-10-13
US20200316567A1 (en) 2020-10-08
CN111769295A (zh) 2020-10-13
US11065605B2 (en) 2021-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019214543A1 (de) Verfahren zum Vorbereiten eines Mehrkomponenten-Legierungskatalysators
DE102017222459B4 (de) Verfahren zur herstellung eines pt-legierungskatalysators unter verwendung von ozon und einer schutzbeschichtung aus einer kohlenstoffschicht
DE60208262T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Anodenkatalysators für Brennstoffzellen
EP0694982B1 (de) Platinlegierungskatalysator für Brennstoffzellen und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69131934T2 (de) Katalysatormaterial
DE2926615C2 (de)
DE3623686C2 (de)
DE68908042T2 (de) Elektrokatalysator, bestehend aus einer Platinlegierung auf einem Träger.
DE2926614C2 (de)
DE102013225764A1 (de) Katalysatorpartikel mit einer schichtförmig aufgebauten Kern-Schale-Schale-Struktur und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69917099T2 (de) Katalysatorträger und Katalysator und Verfahren zur deren Herstellung aus einer Wasser in Öl Emulsion
DE69102365T2 (de) Elektrokatalysator, bestehend aus einer quaternären Platinlegierung auf einem Träger.
DE69223774T2 (de) Elektrokatalytischer werkstoff
DE102016125396A1 (de) Elektrodenkatalysator für brennstoffzelle und verfahren zur herstellung des elektrodenkatalysators für brennstoffzelle
DE3643332A1 (de) Elektrokatalysator mit einer platin-kupfer-legierung und eine saeure-elektrolyt-brennstoffzellen-elektrode, die einen solchen katalysator enthaelt
DE102004050382A1 (de) Elektrodenkatalysatorfeinpartikel, Dispersion derselben und Verfahren zur Herstellung der Dispersion
EP0994520A1 (de) Pt/Rh/Fe-Legierungskatalysator für Brennstoffzellen und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112013007069T5 (de) Verfahren zum Herstellen eines feinen Katalysatorpartikels und Brennstoffzelle umfassend ein durch das Herstellverfahren hergestelltes feines Katalysatorpartikel
DE112007002462T5 (de) Katalysatorträger für eine Brennstoffzelle
DE102008023781A1 (de) Kohlenstoff-Titanoxid-Träger für Elektrokatalysatoren zur Sauerstoffreduktion in PEM-Brennstoffzellen
DE102010020169B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Elektrodentinte auf Basis von nanostrukturierten dünnen Katalysatorschichten
DE69219452T2 (de) Katalysator aus Platinumlegierung und Verfahren für seine Herstellung
DE102015109649A1 (de) Synthese von Legierungs-Nanopartikeln als stabiler Kern für Kern-Schale-Elektrokatalysatoren
EP3473337B1 (de) Verfahren zur herstellung von geträgerten platinpartikeln
DE102017110494A1 (de) Nicht-Edelmetall basierter Katalysator und Verfahren zum Herstellen desselben

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed