[发明专利]一种有效降低燃料电池Pt担量的催化层结构

权利要求书

1.一种有效降低燃料电池Pt担量的催化层结构，其特征在于：

所述催化层由2-4层依附在膜上的催化层所组成，每一层催化层均由催化剂和离子导体构成；

催化层由4层时，以紧邻膜的一层为第一层，其中离子导体在催化层中的质量百分比为20-25wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第一层的催化层为第二层，在靠近膜的第二层中离子导体在催化层中的质量百分比为15-19wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第二层的催化层为第三层，在远离膜的第三层中离子导体在催化层中的质量百分比为10-14wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第三层的催化层为第四层，在远离膜的第四层中离子导体在催化层中的质量百分比为7-9wt.％，余下组成部分为催化剂；

催化层由3层时，以紧邻膜的催化层为第一层，其中离子导体在催化层中的质量百分比为18-22wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第一层的催化层为第二层，在靠近膜的第二层中离子导体在催化层中的质量百分比为14-17wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第二层的催化层为第三层，在远离膜的第三层中离子导体在催化层中的质量百分比为10-13wt.％，余下组成部分为催化剂；

催化层由2层时，以紧邻膜的催化层为第一层，其中离子导体在催化层中的质量百分比为17-25wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第一层的催化层为第二层，在靠近膜的第二层中离子导体在催化层中的质量百分比为12-16wt.％，余下组成部分为催化剂。

2.按照权利要求1所述的催化层结构，其特征在于：

所述催化剂为非负载型或负载型催化剂，催化剂中活性组分载量，具体为活性组分在催化剂粉末中的质量百分比，

催化层由4层时，其紧邻膜的催化层中采用活性组分为80-100wt.％的催化剂，靠近膜第二层中采用活性组分为60-79wt.％的催化剂，远离膜第三层中采用活性组分为40-59wt.％的催化剂，远离膜第四层中采用活性组分为20-39wt.％的催化剂；

催化层由3层时，其紧邻膜的催化层中采用活性组分为70-80wt.％的催化剂，靠近膜第二层中采用活性组分为50-60wt.％的催化剂，远离膜第三层中采用活性组分为30-40wt.％的催化剂；

催化层由2层时，其紧邻膜的催化层中采用活性组分为60-70wt.％的催化剂，靠近膜第二层中采用活性组分为40-50wt.％的催化剂。

3.按照权利要求1或2所述的催化层结构，其特征在于：

所述催化剂为非负载型或负载型催化剂，活性组分为Pt、Ru、Pd、 Au中的一种或二种以上；

负载型催化剂包括Pt/C、Pt_xRu/C(x＝0.2-5)、Pt_xPd/C(x＝0.2-5)或Au/C中的一种或二种以上；

非负载型催化剂包括Pt或Au纳米粉末。

4.按照权利要求1或2所述的催化层结构，其特征在于：所述的离子导体为具有不同的离子交换当量的离子导体，

催化层由4层时，其紧邻膜的催化层中采用离子交换当量为800-890的离子导体，靠近膜第二层中采用离子交换当量为的900-990离子导体，远离膜第三层中采用离子交换当量为1000-1090的离子导体，远离膜第四层中采用离子交换当量为1100-1200的离子导体；

催化层由3层时，其紧邻膜的催化层中采用离子交换当量为900-990的离子导体，靠近膜第二层中采用离子交换当量为1000-1090的离子导体，远离膜第三层中采用离子交换当量为1100-1200的离子导体。

催化层由2层时，其紧邻膜的催化层中采用离子交换当量为900-990的离子导体，靠近膜第二层中采用离子交换当量为1100-1200的离子导体。

5.按照权利要求1或2所述的催化层结构，其特征在于：制备过程，

催化层由4层时，紧邻膜的催化层成型温度为40-49°，靠近膜的第二层催化层成型温度为50-59°，远离膜的第三层成型温度为60-69°，远离膜的第四层成型温度为70-80°；

催化层由3层时，紧邻膜的催化层成型温度为50-59°，靠近膜的第二层催化层成型温度为60-69°，远离膜的第三层成型温度为70-80°；

催化层由2层时，紧邻膜的催化层成型温度为50-60°，靠近膜的第二层催化层成型温度为70-80°。