[发明专利]直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及硼氢化物燃料电池生产技术领域，具体而言，涉及一种直 接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的制备方法及应用。

背景技术

直接硼氢化物燃料电池(DBFC)，作为一种直接液体燃料电池，兼具 质子交换膜燃料电池(PEMFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)的优点，其理 论比能量高达93kWh·kg^-1(NaBH₄)，并且具有较高的理论电动势(1.64V) 和理论能量转换率(91％)，安全无毒，是一种理想的燃料电池。

目前，限制DBFC发展的主要障碍是：①制作成本高，具有较好催 化性能的催化材料多为贵金属；②阳极硼氢化物的水解降低了燃料利用 率；③燃料渗透所导致的封装问题。

现今研究的阳极催化剂，主要分为贵金属类(Au、Pt、Pd等)、过渡金 属类(Ni、Cu等)、储氢合金类和二元合金类(Pd-Ir、Ag-Ni、Au-Ni、Cu-Pd 等)；关于上述催化剂的相关研究较多，例如：

授权公告号为CN100463275C的发明专利申请公开了一种硼氢化物 碱性燃料电池，该电池包括阳极、阴极和阴阳极之间的电解质，所述的阳 极采用AB₅型储氢合金作为催化剂，所述的阴极采用钙钛矿型金属氧化物 LaMO₃作为催化剂组成的阴极催化层，其中的M为Co，Ni，Mn或Fe， 所述的电解质为含有硼氢化物的碱性溶液；所述的阴极催化层按照 LaMO₃：活性炭：粘接剂＝30:50:20的重量比组成；所述的LaMO₃的载 量为3.5～12.5mg/cm²。

申请公布号CN101667645A的发明专利申请公开了一种Ni基催化剂 在直接硼氢化物燃料电池阳极中的应用，所述催化剂的活性组分由Ni与I B和VIIIB族中的一种或一种以上的金属元素组成，催化剂中Ni与其它 金属活性组分的原子比为99:1～8:1，催化剂中活性组分的百分含量为 5％～80％，余量为C载体。

申请公布号CN102380400A的发明专利申请公开了直接硼氢化物燃 料电池核壳结构阳极催化剂及其制备方法，该催化剂是由内核为M、外壳 为Au的核壳结构M_core-Au_she11纳米复合粒子，核壳粒子的粒径为10～50 nm。该发明所用的直接硼氢化物燃料电池核壳结构阳极催化剂对BH₄^-氧 化活性高，析氢少，提高了燃料利用率。

上述催化材料虽然对催化BH₄^-有着较好的效果，可问题依旧无法完 全解决，阳极材料依然是DBFC研究的关键之一。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种直接硼氢化物燃料电池阳极催 化剂的制备方法，该方法制备获得的阳极催化剂能够抑制直接硼氢 化物燃料电池中阳极水解产氢的副反应，提高阳极燃料的放电效率。

本发明的第二目的在于提供一种直接硼氢化物燃料电池阳极催 化剂的应用，该应用方法能够进一步提高直接硼氢化物燃料电池阳 极材料的放电效率。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的制备方法，包括以下 步骤：

(1)取Co²⁺溶液，向其中滴加氨水，搅拌，直至pH值为8.5～9， 获得混合液，将混合液进行固液分离；

(2)取分离后的固相，依次进行清洗、烘干、研磨和焙烧，得 到直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂。

本发明还提供了一种上述方法制备的直接硼氢化物燃料电池阳 极催化剂。

本发明还提供了所述的直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂在制 备直接硼氢化物燃料电池阳极材料中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

现有技术中所使用的阳极催化剂仍无法抑制直接硼氢化物燃料 电池(DBFC)阳极水解产氢的副反应，不能够更好地提高阳极燃料 (硼氢化物)的放电效率，而本发明制备的阳极催化剂采用了特定 的合成方法，提高了阳极燃料的放电效率。

附图说明