[发明专利]一种适用于质子交换膜燃料电池的大孔隙率催化层

权利要求书

1.一种适用于质子交换膜燃料电池的大孔隙率催化层，其特征在于：采用薄膜金属金为基底，孔道平均直径为30～50nm，所述薄膜金属金表面还具有Pt修饰。

2.权利要求1所述的适用于质子交换膜燃料电池的大孔隙率催化层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：首先采用真空磁控溅射获得金银合金薄膜，然后对金银合金薄膜进行脱合金，再将脱合金后的金薄膜进行电镀修饰Pt，得到具有微纳结构的催化层NPG-Pt。

3.根据权利要求2所述的适用于质子交换膜燃料电池的大孔隙率催化层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)采用真空磁控溅射，以金银合金为靶材，在铝膜上溅射沉积形成均匀的200-800nm厚的含银50％-60％的金银合金薄膜；

(2)取金银合金薄膜于30℃～60℃在67％浓硝酸中脱合金40min～120min，用超纯水清洗后得到NPG；

(3)通过标准三电极体系，将NPG捞在铜片上，放入含Pt镀液中进行电镀，得到Pt载量为20μg～40μg的NPG-Pt；

(4)将NPG-Pt薄膜催化剂覆盖在Nafion膜上，用处理好的Nafion膜直接从水中将NPG-Pt材料捞起，在保证一定湿度的情况下，将其放入干燥箱中，120℃保温5min，然后将覆盖有NPG-Pt薄膜的Nafion膜与涂有商业催化剂的多孔碳纸在干燥条件下热压获得一个完整的三明治结构的膜电极。

4.根据权利要求3所述的适用于质子交换膜燃料电池的大孔隙率催化层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，真空磁控溅射功率为150-250W，氩气流量为25sccm，溅射完成后采用盐酸将铝膜进行腐蚀。

5.根据权利要求3所述的适用于质子交换膜燃料电池的大孔隙率催化层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，金银合金薄膜尺寸为2cm×2cm。

6.根据权利要求3所述的适用于质子交换膜燃料电池的大孔隙率催化层的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，含Pt镀液为提前通N₂的0.1M～0.5M HClO₄稀释的1mM～2mMH₂PtCl₆溶液。

7.根据权利要求3所述的适用于质子交换膜燃料电池的大孔隙率催化层的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中热压时间为3min，热压温度为80～90℃，压力为200psi。