[发明专利]用于燃料电池的电极催化剂及其制造方法

权利要求书

1.一种用于燃料电池的电极催化剂，所述电极催化剂包括：

包含由化学式1表示的合金的核，所述合金包含铂Pt、过渡金属和金属氧化物；以及

包含含有Pt的壳的活性颗粒，

[化学式1]

PtM_aC_b；

其中，在化学式1中，M表示过渡金属，C表示金属氧化物，a的范围为0.33<a≤1.0，b的范围为0.25≤b≤1.0。

2.根据权利要求1所述的电极催化剂，其中所述过渡金属是选自钴Co、铁Fe、镍Ni和铜Cu中的一种材料。

3.根据权利要求1所述的电极催化剂，其中所述金属氧化物是选自氧化铟InO₂、氧化锡SnO₂、氧化锑Sb₂O₃和氧化碲TeO₂中的一种材料。

4.根据权利要求1所述的电极催化剂，其中

所述过渡金属是铜Cu，和

所述金属氧化物是氧化锡SnO₂。

5.根据权利要求4所述的电极催化剂，其中，在所述核中，相对于Pt的总量100重量份，Cu和SnO₂相对于Pt的含量为43.3至96.6重量份。

6.根据权利要求4所述的电极催化剂，其中，在所述核中，相对于Cu的总量100重量份，所述SnO₂相对于Cu的含量为25至100重量份。

7.根据权利要求1所述的电极催化剂，其中相对于所述核的总量100重量份，所述壳相对于所述核的含量为5至25重量份。

8.一种用于燃料电池的电极催化剂，所述电极催化剂包括：

阴极电极；

与所述阴极相对设置的阳极电极；和

设置在所述阴极电极和所述阳极电极之间的电解质膜，

其中所述阴极电极和所述阳极电极中的至少一个包括：

包含由化学式1表示的合金的核，所述合金包含铂Pt、过渡金属和金属氧化物；和

包含含有Pt的壳的活性颗粒，

[化学式1]

PtM_aC_b；

在化学式1中，M表示过渡金属，C表示金属氧化物，a的范围是0.33<a≤1.0。

9.一种制造用于燃料电池的电极催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：

混合铂Pt前体、溶剂和包括Pt、过渡金属和金属氧化物的预催化剂，以获得电极催化剂组合物；

对所述电极催化剂组合物进行热处理以进行电偶置换反应，并基于所述电偶置换反应用所述Pt前体获得的Pt替换在包含Pt、过渡金属和金属氧化物的核的表面上的过渡金属和金属氧化物，以获得包含所述核和具有Pt的壳的合金催化剂；和

用氢对所述合金催化剂进行热处理，以得到用于燃料电池的电极催化剂，活化所述电极催化剂中的所述合金催化剂的表面。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述电偶置换反应的温度为90℃至200℃。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括，在获得所述电极催化剂组合物的步骤之前，获得所述预催化剂的步骤，

其中所述获得所述预催化剂的步骤还包括

混合Pt前体、过渡金属前体、金属氧化物前体和溶剂以制备金属前体化合物；

将所述金属前体化合物插入高压釜反应器中，以对所述金属前体化合物进行还原反应；和

过滤、洗涤和干燥基于所述还原反应的还原反应所得材料以获得所述预催化剂。