RU2744103C1 - Способ изготовления самоувлажняющегося электрокатализатора для водородно-воздушных топливных элементов - Google Patents
Способ изготовления самоувлажняющегося электрокатализатора для водородно-воздушных топливных элементов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2744103C1 RU2744103C1 RU2020112191A RU2020112191A RU2744103C1 RU 2744103 C1 RU2744103 C1 RU 2744103C1 RU 2020112191 A RU2020112191 A RU 2020112191A RU 2020112191 A RU2020112191 A RU 2020112191A RU 2744103 C1 RU2744103 C1 RU 2744103C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- electrocatalyst
- platinum
- sio
- manufacturing
- Prior art date
Links
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 16
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 6
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 5
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- XRZCZVQJHOCRCR-UHFFFAOYSA-N [Si].[Pt] Chemical compound [Si].[Pt] XRZCZVQJHOCRCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 12
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 88
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 51
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 abstract description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 abstract description 3
- -1 for example Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 12
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 12
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical group [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 240000006829 Ficus sundaica Species 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000005370 electroosmosis Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001016 Ostwald ripening Methods 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000000333 X-ray scattering Methods 0.000 description 1
- DSVGQVZAZSZEEX-UHFFFAOYSA-N [C].[Pt] Chemical compound [C].[Pt] DSVGQVZAZSZEEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Substances CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000006652 catabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005184 irreversible process Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- CCEKAJIANROZEO-UHFFFAOYSA-N sulfluramid Chemical group CCNS(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F CCEKAJIANROZEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/08—Silica
-
- 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
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/18—Carbon
-
- 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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
-
- 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
-
- 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)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрохимии, а именно к способу модификации электрокатализаторов Pt/C, применяющихся для низкотемпературных водородно-воздушных топливных элементов (ВВТЭ). В частности, изобретение относится к способу получения модифицированного катализатора для катода и анода топливного элемента. Способ изготовления электрокатализатора (Pt/C+SiO2) включает смешивание углеродного носителя, платино- и кремнесодержащих компонентов с осаждением диоксида кремния на углеродный носитель, например, углеродную сажу, добавлением водного раствора восстановителя, например, муравьиной кислоты, восстановления платины с получением наноразмерных частиц платины непосредственно на композитном С+SiO2 носителе перемешиванием и прогреванием полученной реакционной смеси, отделением катализатора фильтрацией, промывкой и сушкой. Технический результат заключается в создании стабильного электрокатализатора, использование которого в водородно-воздушных топливных элементах позволяет получать высокие удельные мощностные характеристики при его работе в условиях подачи на электроды сухих газов. 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области электрохимии, а именно к способам модификации электрокатализаторов на углеродном носителе, применяющихся для низкотемпературных водородно-воздушных топливных элементов (ВВТЭ). В частности, изобретение относится к способу получения модифицированного катализатора для катода и анода топливного элемента.
Топливный элемент (ТЭ) - электрохимический источник тока, где напрямую происходит преобразование химической энергии в электрическую, минуя процессы горения, идущие с большими энергетическими затратами. Водородно-воздушный топливный элемент состоит из 3 основных частей: протонообменной мембраны, газодиффузионного слоя (ГДС), а также активного слоя электрокатализатора, в присутствии которого происходят электрохимические токообразующие реакции. Каталитический слой, состоящий из катализатора Pt/C и иономера перфторированного сульфополимера, наносится на поверхность мембраны или ГДС. Наиболее производительным, менее затратным технологически и широко используемым в производстве является метод нанесения электрокатализатора (каталитического слоя) на ГДС. Газодиффузионный слой с нанесенным на его поверхность электрокатализатором называется электродом.
Электрохимические реакции окисления и восстановления в топливном элементе происходят только в присутствии электрокатализатора. Катализатор, входящий в состав ТЭ, представляет собой высокодисперсные частицы металла размером 2-6 нм, нанесенные на носитель. На сегодняшний день наиболее используемым материалом для катализаторов ввиду высокой каталитической активности является платина (Pt). Требования, предъявляемые к носителю: высокая электронная проводимость, устойчивость к коррозии, пористая структура, гидрофильность. В качестве носителя чаще всего используется электропроводная углеродная сажа.
Для обеспечения стабильной работы ВВТЭ поступающее на анод топливо-водород необходимо увлажнять для поддержания ионной проводимости мембраны и предотвращения пересыхания каталитического слоя с анодной стороны ТЭ, возникающего вследствие эффекта массопереноса воды с анода на катод, поскольку миграция протонов через мембрану сопровождается явлением электроосмоса, при котором движущиеся протоны захватывают с собой нейтральные молекулы жидкости. Исследования показывают, что для данного типа полимеров в результате электроосмоса с анода на катод каждый протон переносит 3-4 молекулы воды. В результате в анодной области мембраны возникает дефицит, а в катодной избыток воды, что приводит к градиенту концентрации и, как следствие, к обратному диффузионному потоку молекул Н2О.
В этой связи возникает задача по введению в катализатор добавок, позволяющих на катоде уменьшать избыток воды, так называемое «затопление», а на аноде, наоборот, предотвращать высыхания входящего в его состав иономера и прианодного пространства мембраны. Данный тип катализаторов в литературе получил название - «самоувлажняющегося» катализатор.
Важной задачей является модификация каталитического слоя и создание мембранно-электродного блока (МЭБ) с автоконтролируемым водным менеджментом. При этом модификация не должна отрицательно влиять как на ресурс, так и на мощностные характеристики топливного элемента.
В процессе работы ВВТЭ на электродах происходят различные необратимые процессы деградации Pt/C катализатора, выражающиеся в снижении его активности и определяющие ресурс использования ТЭ, самые распространенные среди которых:
Растворение платины. Исследования показали, что растворение платины происходит в процессе работы ВВТЭ. Также было обнаружено, что платина повторно осаждается в мембране ВВТЭ в результате восстановления водородом, который проникает из анодной области.
Оствальдское созревание. При повторном осаждении растворенной платины на более крупных частицах платины, происходит значительный рост частиц. Различают 3D созревание Оствальда, когда растворенные частицы платины проходят через электролит, и 2D созревание Оствальда, когда частицы диффундируют в углеродном носителе.
Коалесценция. Другим возможным объяснением роста частиц платины в слое катализатора является слияние частиц, которое может быть связано либо с миграцией и столкновением частиц платины на поверхности углеродного носителя с последовательной коалесценцией, либо с сильной углеродной коррозией.
Отрыв платины. Ослабление взаимодействия между частицей и носителем из-за углеродной коррозии является причиной отрыва частиц цельной платины от носителя. В этом контексте предполагается, что способность платины катализировать окисление углерода играет решающую роль.
Коррозия углерода. Сильная углеродная коррозия может привести к потере структурной целостности слоя катализатора, снижению пористости и, следовательно, помимо запуска вышеуказанных путей деградации катализатора, также к ограничениям переноса реагентов.
Для решения вышеуказанных проблем модифицируют катализатор диоксидом кремния SiO2.
Так, в публикации (Liu В. et al. Preparation and electrocatalytic properties of Pt-SiO2 nanocatalysts for ethanol electrooxidation // J. Colloid Interface Sci. 2007. Vol. 307, №1. P. 139-144) сообщается о создании Pt - SiO2 катализатора для электроокисления спирта в кислотных электролитах в спиртовом ТЭ. Наночастицы диоксида кремния были изготовлены золь-гель методом с использованием силиката натрия и этилацетата. Затем наночастицы SiO2 подвергались химическому травлению водным раствором плавиковой кислоты (1 мас. %), после промывания дистиллированной водой частицы SiO2 смешивали с водным раствором H2PtCl4. Гибридные наночастицы Pt - SiO2 переносились на поверхность графитового электрода с помощью микрошприца.
Недостатком описанного метода является отсутствие углеродного носителя в катализаторе и невозможность использования катализатора в водородно-воздушных топливных элементах.
В публикации (Senthil Velan V. et al. Effect of SiO2 additives on the РЕМ fuel cell electrode performance // Int. J. Hydrogen Energy. 2011. Vol. 36, №22. P. 14815-14822) описан способ получения каталитического слоя с добавлением SiO2 с целью создания ТЭ, работающих в условиях пониженной влажности. Частицы SiO2 получали путем проведения гидролиза и поликонденсации TEOS (тетраэтилортосиликата) в щелочной среде в этаноле. Указывается, что производительность ТЭ возрастает с увеличением концентрации SiO2 в анодной области, однако при добавлении силикатов на катодный электрод - мощностные характеристики снижаются.
Недостатком данного способа получения элетрокатализатора является то, что наноразмерный SiO2 добавляется в виде порошка в готовый Pt/C катализатор, при этом не исключена возможность негомогенного распределения модификатора в катализаторе и, как следствие, в каталитическом слое ТЭ, в результате в отдельных областях возможно наличие агломератов SiO2, либо полное отсутствие модификатора.
В патенте US 6,695,986 В1, 24.02.2004 изложен способ получения платино-углеродного электрокатализатора с добавлением диоксида кремния, повышающего каталитическую активность в метанольных ТЭ. Способ включает в себя начальную стадию получения модифицированного платиной углерода, в который затем вводят коллоидный золь диоксида кремния. Затем влажный композитный гель, содержащий Pt, С, SiO2 сушат до формирования композитного аэрогеля.
Недостатком способа является возможность осаждения частиц оксида кремния на поверхности каталитически активных центров платиновых наночастиц, что приводит к частичной блокировке и снижению их активности в электрохимических процессах из-за диффузионных ограничений для поступающих газов (водород и кислород). Кроме того, несмотря на то, что порошок SiO2 имеет меньшую площадь поверхности (48 м2/г), по сравнению с кремниевым аэрогелем (574 м2/г), диоксид кремния с более высокой площадью поверхности имеет тенденцию удерживать слишком большое количество воды, в результате чего в процессе работы происходит «затопление» и уменьшение напряжения топливного элемента.
В CN 106058276 А, 26.10.2016 сообщается о способе получения модифицированного диоксидом кремния углеродного материала со сферическими полостями. Согласно способу окись кремния вводится как темплатный агент для синтеза углеродного носителя, а в последующем - вытравливается гидроксидом натрия. Удаление происходит неконтролируемо и регулируется только временем травления, в результате чего возникают трудности с регулированием содержания диоксида кремния в конечном продукте-катализаторе. Кроме того, процедура очистки катализатора и/или носителя от избытка щелочи и силиката натрия, который образуется при вытравливании окиси кремния, крайне затратная и неэффективна, вследствие сорбции ее углеродным носителем. Присутствие же остаточного количества ионов натрия в катализаторе снижает протонную проводимость мембраны ТЭ и ухудшает работу ТЭ в целом. Также недостатком является большое количество манипуляций и сложность методики.
Задачей настоящего изобретения является создание самоувлажняющегося электрокатализатора без снижения его деградационных свойств и с более высокими удельными мощностными характеристиками ТЭ;
Поставленная задача решается следующим образом. Предлагается новый способ изготовления электрокатализатора (Pt/C+SiO2) для во дородно-воздушных топливных элементов, который включает смешивание таких трех составляющих, как углеродный носитель, платино- и кремнесодержащих компонентов с осаждением диоксида кремния непосредственно на углеродный носитель, добавлением водного раствора восстановителя, перемешиванием и прогреванием полученной реакционной смеси до температуры 80-110°С, предпочтительно 90-100°С, а также последующим фильтрованием и сушкой. В качестве углеродного носителя применяют углеродную сажу, например, Вулкан ХС-72. В качестве восстановителя предпочтительно использовали муравьиную кислоту, а само восстановление проводили до рН реакционной смеси около 4-5.
В качестве кремнесодержащего компонента предпочтительно используют водный раствор метасиликата натрия, а в качестве платиносодержащего компонента - раствор гексагидроксоплатиновой кислоты в моноэтаноламине.
Смешивать три составляющих (углеродный носитель, платино- и кремнесодержащие компоненты) можно несколькими способами. Можно смешать подготовленную водную дисперсию углеродного носителя (сажи) с водным раствором метасиликата натрия, а затем добавить раствор гексагидроксоплатиновой кислоты в моноэтаноламине. Также можно смешать подготовленную водную дисперсию углеродного носителя (сажи) с предварительно подготовленным (прекурсорным) раствором, содержащим Pt - SiO2, а именно раствором из гексагидроксоплатиновой кислоты в моноэтаноламине и водного раствора метасиликата натрия. В результате предлагаемого способа получают катализатор с содержанием диоксида кремния 8-35% масс., предпочтительно 10-30% масс.
Данные процедуры приводят к более высокой гомогенности распределения SiO2, в катализаторе, к улучшению доступности газов к поверхности каталитических наночастиц платины, в отличии от перечисленных выше аналогов, в которых диоксид кремния добавлялся к готовому катализатору Pt/C.
Модифицированный таким образом катализатор имеет близкие или более высокие значения удельной электрохимически-активной площади поверхности платины и ее величина при многократном вольт-амперометрическом циклировании снижается в меньшей степени, чем для немодифицированного катализатора Pt\C.
ТЭ на основе модифицированного катализатора имеют более высокие значения удельной снимаемой мощности и возможность запуска и работы в сухих газах. Модификация электрокатализатора диоксидом кремния SiO2 осуществляется по новой, не описанной в литературе, методике.
Диоксид кремния SiO2, как буферный резервуар, демпфирующий изменения влажности, действует с одной стороны для поглощения/удержания некоторого избыточного количества воды на катоде, предотвращая «затопление» каталитического слоя, а с другой, как источник воды для анода и границы анод/мембрана, помогая сохранить гидратацию и протонную проводимость иономера и прианодного слоя мембраны. Кроме того, гидрофильные свойства SiO2 помогают улучшить протонную продольную проводимость электрода (каталитического слоя).
Ниже приведены иллюстрирующие примеры, которые не исчерпывают возможные варианты осуществления способа.
Пример 1
1. Смешали 150 мл раствора гексагидроксоплатиновой кислоты в моноэтаноламине, содержащего 1,0 г платины с 300 мл раствора 1,02 г метасиликата натрия (Na2SiO3*9H2O) в воде.
2. К полученной смеси при интенсивном перемешивании прибавили подготовленную дисперсию 1 г сажи Вулкан ХС-72 в воде.
3. Полученную смесь гомогенизировали в течение 1 часа посредством диспергатора Turrax Т-18 Basic.
4. Полученную реакционную смесь нейтрализовали до рН=5 посредством добавления муравьиной кислоты при перемешивании.
5. После завершения процесса осаждения реакционную смесь прогрели при температуре 100°С в течение 1 часа для разложения избытка кислоты.
6. После коагуляции твердого осадка его отделили из раствора фильтрованием. Промывку вели с контролем электропроводности промывных вод и закончили, когда она достигла 4-5 мСм/см.
7. Сушку катализатора проводили в вакуумном шкафу при температуре 100°С 4 часа, а затем 2 часа при 120°С.
Полученный катализатор в воздушно-сухом состоянии содержал 45,7% масс. Pt, 10% масс. SiO2, 44,3% масс. С.
Пример 2
1. Смешали с 200 мл подготовленной дисперсии 0,1 г сажи Вулкан ХС-72 в воде с водным раствором метасиликата натрия, содержащим 0,15 г SiO2.
2. Полученную смесь гомогенизировали в течение 1 часа на диспергаторе Turrax Т-18 Basic.
3. К этой смеси при интенсивном перемешивании прибавили 50 мл раствора гексагидроксоплатиновой кислоты в моноэтаноламине, содержащего 0,25 г платины.
4. Полученную реакционную смесь нейтрализовали до рН=4 посредством добавления муравьиной кислоты при перемешивании.
5. После завершения процесса осаждения и обесцвечивания раствора реакционную смесь прогрели при температуре 100°С в течение 1 часа для разложения избытка кислоты.
6. После коагуляции твердого осадка его отделили из раствора фильтрованием. Промывку вели с контролем электропроводности промывных вод и закончили, когда она достигла 4-5 мСм/см.
7. Сушку катализатора проводили в вакуумном шкафу при температуре 70°С 4 часа до воздушно-сухого состояния.
Полученный катализатор в воздушно-сухом состоянии содержал 50% масс. Pt, 30% масс. SiO2, 20% масс. С.
Основными параметрами, характеризующими каталитические свойства электрокатализатора, являются - удельная, электрохимически активная площадь поверхности частиц платины (ЭХАП) (м2/г (Pt)), устойчивость катализатора к деградации, выражающаяся в сохранении ЭХАП в процессе его ускоренной деградации (м2/г (Pt)), удельные мощностные характеристики модельного топливного элемента (Вт/см2). Ниже приведены результаты испытаний по исследованию основных параметров модифицированного катализатора в сравнении с исходным Pt/C катализатором.
Тестирование в трехэлектродной ячейке
Электрохимические измерения проводили при комнатной температуре в электрохимической трехэлектродной ячейке Э-2С (Electrochemical Instruments). Жидкостная ячейка представляет собой трехэлектродную систему, состоящую из
- Рабочего электрода (work) (Вольта);
- Хлорсеребряного электрода сравнения (reference) (Electrochemical Instruments);
- Платинового вспомогательного электрода или противоэлектрода (counter),
(Pine Research Instrumentation).
Измерение удельной электрохимически активной площади поверхности частиц платины по пику десорбции СО
Циклические вольтамперограммы (ЦВА) измерялись в диапазоне - 100-1000 мВ (относительно хлорсеребряного электрода) с скоростью развертки 20 мВ/сек. На Фиг. 1 приведены пики десорбции СО следующих типов катализатора: исходный 
содержащий 10% SiO2 
содержащий 30% SiO2 
Из Фиг. 1. видно, что для образца, немодифицированного диоксидом кремния, содержащего 48,98% масс. Pt, 51,02% масс. С. удельная, электрохимически активная площадь поверхности частиц платины по результатам расчетов площади пика, составила Sуд=36.70 м2/г, для модифицированного образца, содержащего 45,7% масс. Pt, 10% масс. SiO2, 44,3% масс. С удельная активная площадь Sуд=38,58 м2/г, а для образца 50% масс. Pt, 30% масс. SiO2, 20% масс. С. Sуд=46,07 м2/г. Таким образом, замена в составе катализатора некоторого количества углеродного носителя на модифицирующую добавку оксида кремния не только не снижает, а при ее содержании, превышающем содержание углерода, даже увеличивает электрохимически активную площадь поверхности платины в катализаторе. Достигается это за счет разветвленной структуры нанодисперсного SiO2.
Деградация электрокатализаторов
Для проверки электрокатализаторов на устойчивость к деградации была проведена ускоренная деградация, состоящая из 10000 циклов. Деградационные циклы снимались в диапазоне 400-900 мВ (относительно хлорсеребряного электрода) со скоростью развертки 100 мВ/сек. Каждые 2000 циклов снимались контрольные ЦВА в диапазоне - 100-1000 мВ (относительно хлорсеребряного электрода) с скоростью развертки 20 мВ/сек. На Фиг. 2. можно увидеть пики десорбции СО для исходного и модифицированных катализаторов до и после деградационных циклов, а именно результаты измерений для электрокатализаторов, синтезированных в примере 1 (10% SiO2) 
в примере 2 (30% SiO2) 
и немодифицированного 
Значения удельных, электрохимически активных площадей поверхности частиц платины для исходных образов и после 10000 циклов деградации представлены в Таблице 1.
Из Таблицы 1 видно, что за 10000 деградационных циклов значения удельной, электрохимически активной площади поверхности частиц платины уменьшились в электрокатализаторе, содержащем 10% SiO2 на 53,4%, в электрокатализаторе, содержащем 30% SiO2 на 60,6%, в исходном электрокатализаторе на 73,4%. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об увеличении деградационной устойчивости модифицированного катализатора по сравнению с исходным.
Тестирование в МЭБ
Тестирование модифицированных катализаторов, а также сравнение их с исходными образцами проводилось в составе единичных ТЭ, далее мембранно-электродных блоков (МЭБ). Для уменьшения статистического разброса данных, было исследовано по 3 образца МЭБ каждого состава. МЭБ создавались путем горячего прессования мембраны и электродов (ГДС с напыленным на его активную поверхность электрокатализатором) при температуре Т=130°С в течение 3 минут. Исследования проводились на идентичных МЭБ на основе мембраны Nafion 212 (DuPont) и газодиффузионных слоев (ГДС) Freudenberg I2C8 (Freudenberg FCCT SE&Co KG). Активная область электродов составляла 1 см2, загрузка платины 0,8 мг/см2. Для нанесения электрокатализаторов на поверхность ГДС готовилась водно-ацетонная суспензия катализаторов с добавкой иономера Nafion DE-1020 (DuPont) (соотношение Nafion/C=0,7), которая помещалась в ультразвуковую ванну до полного смешивания компонентов, после чего напылялась на ГДС на установке для ультразвукового нанесения покрытий. Тестирование МЭБ проводились при комнатной температуре на станции Arbin Instruments fuel cell test system в ячейке Elecrtochem (Electrochem, Inc.). Потоки водорода и воздуха подавались в сухом виде и составляли 0,1 и 0,5 л/мин соответственно. Вольтамперные 
и мощностные 
характеристики мембранно-электродных блоков, полученных с использованием электрокатализаторов, синтезированных в примере 1 (10% SiO2) 
в примере 2 (30% SiO2) 
и исходного (недопированного SiO2) 
приведены на Фиг. 3.
Из Фиг. 3 видно, что максимальная мощность МЭБ при 0,5 В на основе катализатора, синтезированного в примере 1 составила Р=0,34 Вт/см2, в примере 2 Р=0,3 Вт/см2 и в исходном катализаторе без добавок диоксида кремния Р=0,245 Вт/см2.
Таким образом, введение модифицирующих добавок диоксида кремния в состав катализатора приводит к улучшению мощностных характеристик ТЭ в условиях работы в сухих газах.
Микроструктура углеродного носителя исходного и модифицированного катализаторов
На Фиг. 4а и Фиг 4б приведены микрофотографии, полученные на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ), образцов исходного (Pt/C) и модифицированного (45,7% Pt, 10% SiO2, 44,3% С) катализаторов соответственно.
Исследования проводились на сканирующем электронном микроскопе Supra 50VP с пространственным разрешением 3,5 нм при напряжении на трубке 0,2 кВ и с системой микроанализа EDX 129 эВ на линии Ka(Mn). Из Фиг. 4а и 4б видно, что при модификации исходного катализатора размер частиц углеродного носителя не меняется и составляет 20-30 нм. Массовые содержания исследованных образцов представлены в Таблице 2.
Как видно из таблицы, элементный состав, полученный энергодисперсионным методом близок по величине к составу, задаваемому при химическом синтезе.
Рентгеноструктурный анализ для определения размера частиц платины
Для определения размера частиц платины были проведены рентгеновские исследования катализаторов на дифрактометре Siemens D-500 с использованием монохроматизированного 
излучения.
На Фиг. 5. представлена картина рентгеновского рассеяния 45,7% Pt, 10% SiO2, 44,3% С катализатора.
Для данного излучения практически отсутствуют рассеяния от легких атомов углерода и на Фиг. 5 видны только широкие пики от наночастиц Pt и гало от аморфного SiO2. Оценки показывают, что размер частиц платины находится в пределах 2-5 нм.
Модифицированный электрокатализатор имеет важное практическое значение как для повышения производительности ТЭ, так и возможности использования в климатических условиях с пониженной влажностью воздуха.
Claims (5)
1. Способ изготовления электрокатализатора (Pt/C+SiO2) для водородно-воздушных топливных элементов, включающий смешивание углеродного носителя, платино- и кремнесодержащих компонентов с осаждением диоксида кремния непосредственно на углеродный носитель, добавлением водного раствора восстановителя, перемешиванием и прогреванием полученной реакционной смеси, с последующим фильтрованием и сушкой.
2. Способ изготовления электрокатализатора по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеродного носителя применяют углеродную сажу.
3. Способ изготовления электрокатализатора по п. 1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют муравьиную кислоту.
4. Способ изготовления электрокатализатора по п. 1, отличающийся тем, что сначала смешивают подготовленную водную дисперсию углеродного носителя с водным раствором метасиликата натрия, а затем добавляют раствор гексагидроксоплатиновой кислоты в моноэтаноламине.
5. Способ изготовления электрокатализатора по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют смешивание подготовленной водной дисперсии углеродного носителя с предварительно подготовленным раствором из гексагидроксоплатиновой кислоты в моноэтаноламине и водного раствора метасиликата натрия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020112191A RU2744103C1 (ru) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Способ изготовления самоувлажняющегося электрокатализатора для водородно-воздушных топливных элементов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020112191A RU2744103C1 (ru) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Способ изготовления самоувлажняющегося электрокатализатора для водородно-воздушных топливных элементов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2744103C1 true RU2744103C1 (ru) | 2021-03-02 |
Family
ID=74857683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020112191A RU2744103C1 (ru) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Способ изготовления самоувлажняющегося электрокатализатора для водородно-воздушных топливных элементов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2744103C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2788560C1 (ru) * | 2022-03-23 | 2023-01-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ изготовления электрокатализатора для твердополимерного топливного элемента со стабилизированным водным балансом |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6695986B1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-02-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Electrocatalytic enhancement with catalyst-modified carbon-silica composite aerogels |
| RU2316394C1 (ru) * | 2006-12-18 | 2008-02-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Способ приготовления моно- и биметаллического катализатора и процессы с участием кислорода и/или водорода |
| RU2646761C2 (ru) * | 2016-04-22 | 2018-03-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Инэнерджи" (ООО "Инэнерджи") | Способ получения электрокатализатора платина на углероде |
| EP2608298B1 (de) * | 2011-12-22 | 2018-07-04 | Umicore AG & Co. KG | Elektrokatalysator für Brennstoffzellen sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
| CN106058276B (zh) * | 2016-07-11 | 2018-07-20 | 华南理工大学 | 一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用 |
-
2020
- 2020-03-25 RU RU2020112191A patent/RU2744103C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6695986B1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-02-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Electrocatalytic enhancement with catalyst-modified carbon-silica composite aerogels |
| RU2316394C1 (ru) * | 2006-12-18 | 2008-02-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Способ приготовления моно- и биметаллического катализатора и процессы с участием кислорода и/или водорода |
| EP2608298B1 (de) * | 2011-12-22 | 2018-07-04 | Umicore AG & Co. KG | Elektrokatalysator für Brennstoffzellen sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
| RU2646761C2 (ru) * | 2016-04-22 | 2018-03-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Инэнерджи" (ООО "Инэнерджи") | Способ получения электрокатализатора платина на углероде |
| CN106058276B (zh) * | 2016-07-11 | 2018-07-20 | 华南理工大学 | 一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2788560C1 (ru) * | 2022-03-23 | 2023-01-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ изготовления электрокатализатора для твердополимерного топливного элемента со стабилизированным водным балансом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Woo et al. | Current understanding of catalyst/ionomer interfacial structure and phenomena affecting the oxygen reduction reaction in cathode catalyst layers of proton exchange membrane fuel cells | |
| CA2910374C (en) | Catalyst and electrode catalyst layer, membrane electrode assembly, and fuel cell using the catalyst | |
| Xie et al. | Effect of mesoporous carbon on oxygen reduction reaction activity as cathode catalyst support for proton exchange membrane fuel cell | |
| Esfahani et al. | Enhancing fuel cell catalyst layer stability using a dual-function sulfonated silica-based ionomer | |
| EP4345197A2 (en) | Co2-reduction membrane electrode assembly including cation exchange membrane, co2-reduction assembly including same mea, and method of manufacturing same mea | |
| Zhang et al. | Phosphoric acid sustained-release strategy boosting durability of high temperature proton exchange membrane fuel cells | |
| JP2007335338A (ja) | 燃料電池用電極触媒の製造方法、燃料電池用電極触媒、及びこれを備えた固体高分子型燃料電池 | |
| JP2011222192A (ja) | 燃料電池用電極およびその製造方法 | |
| KR100541977B1 (ko) | 다공성 나노 탄소 구형 지지체 및 이에 담지된백금/루테늄합금 직접메탄올 연료전지용 전극촉매 및 이의제조방법 | |
| US20220302468A1 (en) | Electrode catalyst for electrochemical device, electrode catalyst layer for electrochemical device, membrane/electrode assembly, and electrochemical device | |
| RU2744103C1 (ru) | Способ изготовления самоувлажняющегося электрокатализатора для водородно-воздушных топливных элементов | |
| JP6536458B2 (ja) | 膜電極接合体の製造方法 | |
| CN115786966B (zh) | 一种用于pem电解水装置的阴极析氢催化剂及其应用 | |
| JP5308894B2 (ja) | プロトン伝導性複合電解質膜、それを用いた膜電極接合体及び燃料電池、並びにそのプロトン伝導性複合電解質膜の製造方法 | |
| CN109167091A (zh) | 一种以碳管膜为载体制备膜电极的方法 | |
| CN112510217B (zh) | 一种碳负载铂钇催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN115472852A (zh) | 一种燃料电池析氧催化剂的制备方法及应用 | |
| Yu et al. | Quaternized polybenzimidazole efficiently regulates the distribution of phosphate in high-temperature proton exchange membrane fuel cells | |
| CN114976053A (zh) | 一种石墨烯负载铂基催化剂及其制备方法 | |
| RU167106U1 (ru) | Гибридная протон-проводящая мембрана для топливного элемента | |
| Li et al. | Impregnation of ionic liquid into porous Fe-NC electrocatalyst to improve electrode kinetics and mass transport for polymer electrolyte fuel cells | |
| CN114744218A (zh) | 一种功能组分协同梯度化分布的燃料电池膜电极结构 | |
| Oh et al. | Electrochemical oxygen reduction at platinum/mesoporous carbon/zirconia/ionomer thin-film composite electrodes | |
| WO2017151003A1 (ru) | Композиционнный материал для низкотемпературных топливных элементов и способ его получения | |
| CN119786623B (zh) | 氧化铈可控修饰贵金属基多孔碳催化剂、制备方法及应用 |