[发明专利]燃料电池电极及燃料电池

说明书

本发明涉及一种燃料电池电极，该电极包括一多孔金属复合结构，该多孔金属复合结构包括一多孔金属结构及一碳纳米管结构，该碳纳米管结构固定在所述多孔金属结构的表面，所述碳纳米管结构包括多根碳纳米管，所述多孔金属复合结构包括多个褶皱部。本发明进一步涉及一种燃料电池。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池电极及燃料电池。

背景技术

随着化石燃料的日益枯竭及化石燃料引起的环境污染，人们努力去寻找新的清洁能源。目前，最具有应用前景的是燃料电池，燃料电池作为一种把有机小分子的化学能转化成电能的能源，具有低噪声、可持续、无污染的优点。燃料电池装置的性能与其电极材料中的催化剂性质密切相关，当前燃料电池中的催化剂的活性较低，稳定性较差且价格昂贵，成为了制约燃料电池发展的主要因素，因此开发高效、稳定的电催化剂，是解决当前能源问题的一个重要途径。

当前，人们采用低维纳米催化剂作为新的电催化剂，常见的低维纳米催化剂可以为纳米颗粒、纳米棒、纳米花等形状，该低维纳米催化剂具有很大的比表面积。在应用该低维纳米催化剂时，需要引入各种各样的添加剂，用来支撑催化剂以及收集电子，这些引入的添加剂会导致电极的接触内阻增大，降低了催化剂的活性。

为了解决上述问题，目前人们采用纳米多孔金属来作电极材料，该多孔金属为Pt、Pd、Au、Ag、Cu、Ni等这类本身就具有催化活性的过渡金属，这些金属可以直接用于电催化和收集电子。然而，请参阅图1，该皱缩的纳米多孔金属存在韧带连接不完整的现象，容易发生断裂，使电极材料的韧性差及导电性差，从而减少燃料电池电极及燃料电池的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种使用寿命较长的燃料电池电极及燃料电池。

一种燃料电池电极，该电极包括一多孔金属复合结构，该多孔金属复合结构包括一多孔金属结构及一碳纳米管结构，该碳纳米管结构固定在所述多孔金属结构的表面，所述碳纳米管结构包括多根碳纳米管，所述多孔金属复合结构包括多个褶皱部。

一种燃料电池，包括正极、负极、电解质以及分别设置于所述正极和负极的气体流路，该正极与负极分别设置于所述电解质的两侧，所述气体流路用于供给燃料气体和氧化剂气体，所述正极或负极包括一多孔金属复合结构，该多孔金属复合结构包括一多孔金属结构及一碳纳米管结构，该碳纳米管结构固定在所述多孔金属结构的表面，所述碳纳米管结构包括多根碳纳米管，所述多孔金属复合结构包括多个褶皱部。

与现有技术相比较，本发明提供的燃料电池电极及燃料电池中碳纳米管固定于所述多孔金属结构的表面，且由于碳纳米管具有良好的机械强度及韧性，所述多孔金属复合结构不容易断裂，提高了燃料电池电极及燃料电池的韧性。

附图说明

图1是现有技术中褶皱的纳米多孔金膜在高倍下的扫描电镜图。

图2是本发明实施例提供的形成有MnO₂的多孔金属复合结构在高倍镜下的扫描电镜图。

图3是本发明实施例提供的多孔金属复合结构在低倍镜下的扫描电镜图。

图4是本发明实施例提供的多孔金属复合结构在高倍镜下的扫描电镜图。

图5是本发明实施例提供的多孔金属复合结构的扫描电镜图。

图6是本发明实施例图5中褶皱部的结构示意图。

图7是本发明实施例提供的多孔金属复合结构制备方法的流程示意图。

图8是本发明实施例提供的多孔金属复合结构中纳米多孔金膜的扫描电镜表征图。

图9是本发明实施例提供的多孔金属复合结构中第二复合结构的扫描电镜表征图。

图10是本发明实施例提供的多孔金属复合结构中第二复合结构的扫描电镜图。

具体实施方式