[发明专利]一种具有超低氧气传质阻力的膜电极有效
| 申请号： | 201911186101.1 | 申请日： | 2019-11-28 |
| 公开（公告）号： | CN110739475B | 公开（公告）日： | 2020-12-18 |
| 发明（设计）人： | 章俊良;刘昱彤;魏光华;王超;程晓静 | 申请（专利权）人： | 上海交通大学 |
| 主分类号： | H01M8/1004 | 分类号： | H01M8/1004;H01M4/92 |
| 代理公司： | 上海汉声知识产权代理有限公司 31236 | 代理人： | 胡晶 |
| 地址： | 200240 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 具有 氧气 传质 阻力 电极 | ||
1.一种具有超低氧气传质阻力的膜电极，所述膜电极包括阳极催化层、质子交换膜和阴极催化层；其特征在于，在阴极催化层中催化剂以负电荷修饰，所述阴极催化层中还掺杂有负电荷修饰的碳载体；
催化剂载体为碳载体，对该碳载体进行负电荷修饰后负载铂纳米颗粒，得到负电荷修饰的铂碳催化剂。
2.如权利要求1所述的具有超低氧气传质阻力的膜电极，其特征在于，所述负电荷修饰的铂碳催化剂中，铂与经负电荷修饰的碳载体的质量比为1:1。
3.如权利要求2所述的具有超低氧气传质阻力的膜电极，其特征在于，所述负电荷修饰的碳载体是通过碳载体与浓硫酸进行水热反应，对碳表面修饰硫酸根制备而得。
4.如权利要求1所述的具有超低氧气传质阻力的膜电极，其特征在于，所述负电荷修饰的碳载体是通过碳载体与浓硫酸进行水热反应，对碳表面修饰硫酸根制备而得。
5.如权利要求3或4所述的具有超低氧气传质阻力的膜电极，其特征在于，所述碳载体与浓硫酸的质量比为1:3；所述水热反应的温度为180℃，反应时间为24h。
6.如权利要求3或4所述的具有超低氧气传质阻力的膜电极，其特征在于，所述碳载体包括XC-72，KJ-600。
7.一种如权利要求1所述的具有超低氧气传质阻力的膜电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、碳载体与浓硫酸进行水热反应，对碳表面修饰硫酸根，制得负电荷修饰的碳载体；
S2、取部分所述负电荷修饰的碳载体负载铂纳米颗粒，得到负电荷修饰的铂碳催化剂；
S3、将质量比为2:5的所述负电荷修饰的铂碳催化剂与Nafion溶液加入到溶剂中，并添加负电荷修饰的碳载体，球磨搅拌10～16小时，得阴极催化层浆料；其中，添加的负电荷修饰的碳载体的质量与所述负电荷修饰的铂碳催化剂的质量比为0.3-0.6:1；
S4、采用静电喷涂法在Nafion质子膜的一面喷涂所述阴极催化层浆料，在另一面喷涂阳极催化层浆料，烘干，得由阳极催化层、质子交换膜和阴极催化层组成的膜电极。
8.如权利要求7所述的具有超低氧气传质阻力的膜电极的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述阳极催化层的Pt载量为0.05-0.1mg cm-2。
9.如权利要求7所述的具有超低氧气传质阻力的膜电极的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述阴极催化层的Pt载量为0.05-0.1mg cm-2。
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