[发明专利]燃料电池用阴极催化剂层及其制造方法、包括该阴极催化剂层的燃料电池用膜电极组件

权利要求书

1.一种燃料电池用阴极催化剂层，其特征在于，

该燃料电池用阴极催化剂层包含催化剂、经过热处理的有序介孔碳和离聚物，并且，相对于燃料电池用阴极催化剂层总量，所述经过热处理的有序介孔碳的含量为1重量％至15重量％，

其中，通过在900℃至3000℃下对含有亲水性基团的有序介孔碳进行30分钟至3个小时的热处理，以使所述有序介孔碳发生表面改性，从而形成所述经过热处理的有序介孔碳，并且所述经过热处理的有序介孔碳的表面具有疏水性。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂层，其特征在于，

所述经过热处理的有序介孔碳包含平均直径为3nm至10nm的气孔。

3.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂层，其特征在于，

所述经过热处理的有序介孔碳呈纳米棒状。

4.根据权利要求3所述的燃料电池用阴极催化剂层，其特征在于，

所述纳米棒具有500nm至1000nm的长度。

5.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂层，其特征在于，

所述燃料电池用阴极催化剂层内的气孔的直径总和为40nm至120nm。

6.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂层，其特征在于，

所述燃料电池用阴极催化剂层还包含Co、Ru或它们的组合。

7.一种燃料电池用阴极催化剂层的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

对于含有亲水性基团的有序介孔碳进行热处理，以使所述有序介孔碳发生表面改性，并且所述经过热处理的有序介孔碳的表面具有疏水性；

将所述经过热处理的有序介孔碳与催化剂和离聚物一同分散于有机溶剂中，形成组合物；以及

将所述组合物涂覆于支撑膜上，并进行干燥，

其中，所述热处理在900℃至3000℃下实施30分钟至3个小时。

8.根据权利要求7所述的燃料电池用阴极催化剂层的制造方法，其特征在于，

所述分散采用三辊研磨法。

9.根据权利要求7所述的燃料电池用阴极催化剂层的制造方法，其特征在于，

所述离聚物是被磺化的高度氟化聚合物。

10.根据权利要求7所述的燃料电池用阴极催化剂层的制造方法，其特征在于，

所述支撑膜包括聚乙烯膜、麦拉膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、特氟龙膜、聚酰亚胺膜或它们的组合。

11.根据权利要求7所述的燃料电池用阴极催化剂层的制造方法，其特征在于，

所述经过热处理的有序介孔碳呈纳米棒状。

12.根据权利要求11所述的燃料电池用阴极催化剂层的制造方法，其特征在于，

所述纳米棒具有500nm至1000nm的长度。

13.根据权利要求7所述的燃料电池用阴极催化剂层的制造方法，其特征在于，

相对于燃料电池用阴极催化剂层总量，所述经过热处理的有序介孔碳的含量为1重量％至15重量％。

14.一种燃料电池用膜电极组件，其特征在于，

包括权利要求1至6中任一项所述的燃料电池用阴极催化剂层。

15.根据权利要求14所述的燃料电池用膜电极组件，其特征在于，

所述燃料电池是聚合物电解质型燃料电池。