[发明专利]一种燃料电池催化剂的热处理控制方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池催化剂的热处理控制方法。所述热处理控制方法包括：在高温气氛炉中对合成好的燃料电池催化剂进行热处理，其中所述高温气氛炉具有在线称量功能；获取所述燃料电池催化剂的热失重速度；根据所述燃料电池催化剂的热失重速度，对所述热处理的温度和时间进行控制。本发明对合成后的燃料电池催化剂采用基于热失重速度的热处理温度及时间的控制，建立起热失重速度与燃料电池催化剂杂质去除水平之间的关系，能够高效、低成本地获取最佳的热处理条件，在充分去除燃料电池催化剂杂质的同时，保证燃料电池催化剂电化学活性面积最大化，提高燃料电池催化剂反应活性、功率密度及耐久性。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池催化剂的热处理控制方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池作为一种能量转换装置，具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单和环境友好等优点，在电动汽车、便携式电源及固定电站等领域具有广阔的应用前景。然而，质子交换膜燃料电池产业化发展进程受到了成本和耐久性的制约，而其使用的贵金属催化材料是造成燃料电池成本高和稳定性差的主要原因之一。

目前，质子交换膜燃料电池主要使用Pt基贵金属催化剂，最典型的为碳载铂(Pt/C)催化剂。而目前Pt基催化剂的制备方法中基本都是需要对合成Pt基贵金属催化剂进行热处理，以除去部分杂质，提高催化剂反应活性、功率密度和耐久性。

传统热处理工艺只是通过调整升温速度、高温下保温时间等进行处理，存在着因热处理时间太短、保温温度太低导致杂质去除不干净或者因热处理时间过长、保温温度过高导致催化剂纳米贵金属颗粒团聚等缺点，严重影响催化剂活性等性能。

发明内容

本发明解决的问题是现有通过调整升温速度及高温保温时间等对燃料电池催化剂进行热处理的方式，存在催化剂杂质去除不充分、贵金属纳米颗粒团聚、影响催化剂催化活性等缺陷。

为解决上述问题，本发明提供一种燃料电池催化剂的热处理控制方法，包括：

在高温气氛炉中对合成好的燃料电池催化剂进行热处理，其中所述高温气氛炉具有在线称量功能；

获取所述燃料电池催化剂的热失重速度；

根据所述燃料电池催化剂的热失重速度，对所述热处理的温度和时间进行控制。

较佳地，所述热处理包括升温过程和保温过程，所述高温气氛炉包括相互电连接的称量传感器和控制柜；所述获取所述燃料电池催化剂的热失重速度包括：

所述控制柜获取所述燃料电池催化剂的第一重量比率及所述称量传感器的第一采样周期；

所述控制柜根据所述第一重量比率和所述第一采样周期获取所述燃料电池催化剂的第一热失重速度，其中，所述第一重量比率为ΔW1/W×100％，W为所述燃料电池催化剂的起始重量，ΔW1为所述燃料电池催化剂的起始重量与所述燃料电池催化剂在所述升温过程中的实时重量之差，所述控制柜通过所述称量传感器获取所述燃料电池催化剂在所述升温过程中的实时重量。

较佳地，所述第一热失重速度为所述第一重量比率与所述第一采样周期的比值。

较佳地，所述获取所述燃料电池催化剂的热失重速度还包括：

所述控制柜获取所述燃料电池催化剂的第二重量比率及所述称量传感器的第二采样周期；

所述控制柜根据所述第二重量比率和所述第二采样周期获取燃料电池催化剂的第二热失重速度，其中，所述第二重量比率为ΔW2/W×100％，ΔW2为所述燃料电池催化剂的起始重量与所述燃料电池催化剂在所述保温过程中的实时重量之差，所述控制柜通过所述称量传感器获取所述燃料电池催化剂在所述保温过程中的实时重量。

较佳地，所述第二热失重速度为所述第二重量比率与所述第二采样周期的比值。