[发明专利]一种基于气体扩散电极的氧还原活性测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种基于气体扩散电极的催化剂氧还原活性测试装置，其特征在于，其由电解池、膜电极、导电气体流场板三部分由上而下通过密封垫依次组装而成，其中，所述电解池包括对电极室、参比电极室和连通于对电极室的通气管；所述膜电极包括设置于所述电解池底部，由上而下依次叠置的离子交换膜、催化层和气体扩散电极组成。

2.根据权利要求1所述的基于气体扩散电极的催化剂氧还原活性测试装置，其特征在于，所述膜电极的制备方法包括：

将催化剂加入到溶剂中进行超声处理，然后添加固体电解质溶液继续超声，获得分散均匀的催化剂墨水；

使用雾化器将上述催化剂墨水喷涂于气体扩散层上，喷涂的垂直高度为10cm，气体流量为0.5～0.8SLM，经60～150℃烘干；

将喷涂后的气体扩散层与离子交换膜叠置形成膜电极。

3.根据权利要求2所述的基于气体扩散电极的催化剂氧还原活性测试装置，其特征在于，所述膜电极由气体扩散层与离子交换膜经组装或压制而成。

4.根据权利要求1所述的基于气体扩散电极的催化剂氧还原活性测试装置，其特征在于，所述导电气体流场板为石墨或由金属材质加工成的具有气体流场的单极板。

5.一种催化剂氧还原活性测试装置的催化剂氧还原活性测试方法，其特征在于，其包括：

S1、以参比电极、对电极和工作电极组成的三电极测量系统，进行电化学测试获取催化剂的实际电容；其中，所述工作电极为膜电极；

S2、获取催化剂载量；

S3、测定催化剂的电流电压极化曲线，按所述催化剂载量归一化后，获得催化剂的活性。

6.根据权利要求5所述的催化剂氧还原活性测试方法，其特征在于，所述获取催化剂载量具体包括：

获取催化剂载量～电容标准曲线，根据所述实际电容获取催化剂载量。

7.根据权利要求6所述的催化剂氧还原活性测试方法，其特征在于，所述获取催化剂载量～电容标准曲线，具体为：

S21、将一定质量的催化剂墨水滴于玻碳电极表面，室温晾干后作为工作电极使用，利用三电极测量系统进行电化学性能测试，以获取标准电容；

S22、改变催化剂墨水的滴加质量，重复步骤S21以获取不同催化剂载量的标准电容，并绘制载量～电容标准曲线。

8.根据权利要求5所述的催化剂氧还原活性测试方法，其特征在于，所述获取催化剂载量具体包括：

分别将喷涂催化剂墨水前后的气体扩散层转移至微量分析天平中称量，获得催化剂质量；其中，工作温度为60～140℃，精度为0.1μg。

9.根据权利要求5所述的催化剂氧还原活性测试方法，其特征在于，

在步骤S1中，采用电化学循环伏技术、恒流充放电技术或电化学阻抗技术获取催化剂的实际电容；在步骤S3中，采用电化学循环伏安或线性极化技术，获取催化剂的电流电压极化曲线。