[发明专利]燃料电池的催化剂处理

说明书

根据实施例，一种制备用于燃料电池组件催化剂的方法，包括将催化剂颗粒浸泡于柠檬酸中。在被浸泡在所述柠檬酸中之后，所述催化剂颗粒然后被清洗。催化剂颗粒被清洗之后被干燥。如果需要,预处理的催化剂颗粒被纳入用于制作燃料电池组件的催化剂墨中。

背景技术

燃料电池促进用于发电的电化学反应。燃料电池一个重要方面是催化剂的效率。如果催化剂不能够以希望的或最佳的方式表现，诸如电流密度等燃料电池性能可受到负面影响。就改善燃料电池催化剂性能已经有多种提案。

其他与燃料电池性能相关的问题涉及水分管理。例如,过饱和条件,特别是在低工作温度下,倾向于减弱燃料电池性能。燃料电池膜变干是性能达不到最佳的另一个原因。

发明内容

根据实施例，一种制备用于燃料电池组件的催化剂的方法，其包括在柠檬酸中浸泡催化剂颗粒。在被浸泡于所述柠檬酸中之后，所述催化剂颗粒然后被清洗。

根据实施例,催化剂颗粒被清洗之后被干燥。如果需要，预处理过的催化剂颗粒可被纳入用作制作燃料电池组件的催化剂墨中。

对于本领域技术人员，由以下的详细描述中，公开的示例实施例的各种特征和优点将变得显而易见。详细说明的附图简要描述如下。

附图说明

图1示意性地示出处理对于燃料电池组件有用的催化剂的一个实例过程。

图2示意性地示出包括有根据本发明实施例处理的催化剂的实例燃料电池组件的性能特性。

图3图示说明包括有根据本发明实施例处理的催化剂的实例燃料电池组件的另一个性能特性。

图4说明包括有根据本发明实施例处理的催化剂的实例燃料电池组件的另一个性能特性。

具体实施方式

图1示意性地示出用于预处理对于制作燃料电池组件(如包括于膜电极组件内的催化剂层)有用的催化剂的过程20。催化剂颗粒22与水24在容器26中结合。在一个实例中，催化剂颗粒22为市场上可买到的铂基催化剂颗粒。例如，在一个示例性实施例中包括有Pt/C催化剂颗粒。

于另一个容器34内，柠檬酸30被溶解于水32中。附加的水36随来自容器34的柠檬酸一起被添加至容器26。在一个实例中，约1g的20％Pt/C催化剂与400ml水结合在容器26中，于容器34中，约7.5g柠檬酸被溶解在200ml水中，且如38所示另一份100ml的水36被添加以在容器26中产出混合物。

在容器26内的包括催化剂颗粒22、柠檬酸30和水36的混合物被使用搅拌装置40搅拌。一个实例包括搅拌混合物大约两个小时的时间。

期望的量的搅拌之后，混合物在42被过滤且催化剂颗粒被清洗。一个实例包括重复过滤和清洗催化剂颗粒。例如，来自容器26的初始混合物被过滤以将催化剂颗粒分离出来。然后那些颗粒被放置于水槽中并搅拌大约30分钟的时间。然后那些混合物在另一个水槽中被过滤和清洗，其被搅拌另一个30分钟。那个过滤和清洗程序可被重复数次以及,在一个实例中，被连续进行了四次。

完成清洗之后，于44催化剂被干燥。一个实例包括于真空中在烘箱内使用大约50℃的温度来干燥催化剂颗粒。在一个实例中，催化剂颗粒干燥发生大约三天的时间。

一旦以柠檬酸处理过的催化剂颗粒干燥后，它们被筛成催化剂粉且被制定成催化剂墨。催化剂墨然后以已知的方式被用作构造燃料电池组件。一个采用包括有根据图1所示出的实例过程以柠檬酸预处理过的催化剂颗粒的催化剂墨制作的实例燃料电池组件为电极的催化剂层。