[发明专利]一种燃料电池催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，更具体地说，涉及一种燃料电池催化剂的制备方法。

背景技术

随着世界人口和人类活动的增长，人类常常受到可支持其各种活动的电能供应能力的限制。燃料电池是通过电化学反应将化学能直接转化为电能的一种装置，即，燃料电池是以电化学的方式发电，采用液体或气体燃料，与氧气作用后产生电能以及少量热量。而且，燃料电池产生电能后排放的产物为水，符合环保的要求，从而解决了燃烧工艺固有的污染问题。自1839年Gove首次提出了燃料电池的概念以来，燃料电池作为一种高效无污染的能量转换装置得到了越来越多的关注。由于直接二甲醚燃料电池存在易于被完全氧化、毒性腐蚀性小以及膜透过性小等优点，因此其作为汽车以及便携式电子装置的电源具有很大的潜力。

催化剂是影响直接二甲醚燃料电池性能的重要方面，其中，催化剂的活性、粒径以及分散性等是影响催化剂的催化性能的几个方面。以Pt/C催化剂为例，现有技术中，Pt纳米粒子粒径可控性较差以及Pt在载体上的分散性较差，因此，Pt的分散性以及粒径分布等问题造成Pt的利用率较低，在一定程度上提升了电池成本。

现有技术中针对于Pt基催化剂的制备方法已经有较广泛的报道，目前广泛利用表面活性剂控制Pt纳米粒子的粒径，但是，表面活性剂的使用需要增加后续的清洗步骤，也难以保证晶面的干净，对电催化不利。进一步的，Ma等报道了无需采用表面活性剂制备催化剂的方法，利用氨水调节pH制备Pt基催化剂，并采用还原性较强的NaBH₄作为还原。但是，还原性较强的NaBH₄作为还原剂一方面不利于对催化剂粒径的控制；另一方面，该NaBH₄使催化剂团聚现象较为严重，分散性较差(L.Ma，C.P.Liu，J.H.Liao，T.H.Lu，W.Xing and J.J.Zhang.Electrochimica Acta.2009，54，7274-7279)。

本发明人考虑，提供一种燃料电池催化剂的制备方法，该方法对制备的燃料电池催化剂的粒径可控，制备得到的燃料电池催化剂分散性较好。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种燃料电池催化剂的制备方法，该方法对制备的燃料电池催化剂的粒径可控，制备得到的燃料电池催化剂分散性较好。

本发明公开了一种燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将H₂PtCl₆、载体和尿素加入去离子水中，搅拌条件下加热，反应后得到第一混合溶液；

向所述第一混合溶液中加入乙二醇，搅拌条件下加热，反应后得到燃料电池催化剂。

优选的，所述载体为活性炭、碳纳米管、石墨烯或二氧化钛。

优选的，所述将H₂PtCl₆、载体和尿素加入去离子水中具体为：

将载体超声分散于去离子水中，得到溶液A；

向所述溶液A中加入尿素，超声分散，得到溶液B；

向所述溶液B中加入氯铂酸水溶液。

优选的，得到第一混合溶液的加热温度为70～95℃。

优选的，得到第一混合溶液的加热时间为0.5～3h。

优选的，得到燃料电池催化剂的加热温度为100～140℃。

优选的，得到燃料电池催化剂的加热时间为0.5～3h。

优选的，所述尿素与乙二醇的质量体积比为(50～500)g∶200L。

优选的，所述尿素与乙二醇的质量体积比为(50～100)g∶200L。

优选的，得到燃料电池催化剂后还包括：

利用去离子水将所述燃料电池催化剂洗涤，干燥。