[发明专利]用于基于聚合物电解质的燃料电池的电化学催化剂的方法

权利要求书

1.用于基于聚合物电解质的燃料电池的电化学催化剂、以在载体中 均一分散金属粒子的方法，所述方法包括下述步骤：

A)混合所述载体和溶剂后，使用高输出超声波最大化载体的比表面 积；

B)通过单独使用金属前体和表面活性剂，制备用含有前体离子的胶 束形成的前体溶液；

C)将所述步骤B)中制造的所述前体溶液注入向其施加所述步骤A) 的所述高输出超声波的载体分散体中，和允许所述胶束被吸附在所述载 体表面上，形成混合体系；

D)在所述高输出超声波下，在30℃至70℃，通过注入还原剂至步 骤C)的混合体系形成金属粒子核；

E)停止所述高输出超声波，和通过将温度增加至达80℃至100℃使 金属粒子的尺寸生长至2纳米至5纳米；

F)快速冷却；

G)清洗包绕所述金属粒子的所述胶束；和

H)干燥

其中所述高输出超声波使用20Khz或以上和600W或以上的高输出 超声波。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述载体使用选自炭黑、活性 碳、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米角和碳球的至少任意一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂是选自下列的至少任 意一种：水，选自甲醇、乙醇和丙醇的醇，选自四氢呋喃和丙酮的极性 溶剂，和选自苯和甲苯的非极性溶剂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属前体是选自下列的至 少任意一种：金属的氯化物、乙酰丙酮化合物、铵盐和溴化物，所述金 属选自铂、钌、钯、金、铱、铼、铁、镍、钴、钨和钼或其合金中的至 少任意一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面活性剂使用磺酸盐基 表面活性剂。

6.根据权利要求5所述的方法，其中对于按重量计100份的所述载 体，所述表面活性剂使用按重量计0.1至1份。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述还原剂使用选自下列的至 少任意一种：醇、肼水溶液、甲醛水溶液、硼氢化钠水溶液和氢气。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述步骤G)中清洗时，利 用醇、水或它们的混合液体对包绕所述金属粒子的所述胶束进行过滤和 清洗，以使离子电导率为1微西或以下。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述步骤G)中清洗时，其 进一步包括通过透析、电渗析、离子交换和超滤的任何一种脱盐方法， 去除未反应的金属前体。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述干燥使用选自下列的任意 一种方法：温度为80℃至120℃的真空炉、喷雾干燥、冷冻干燥。

11.使用根据权利要求1或10的任何一种方法的电化学催化剂。

12.使用根据权利要求11所述的电化学催化剂的膜电极组件。

13.根据权利要求12的膜电极组件，其中所述膜是用于聚合物电解 质燃料电池的电解质膜。

14.包含根据权利要求13所述的膜电极组件的燃料电池。