[发明专利]一种燃料电池催化剂的制备方法

摘要

本发明公开了一种燃料电池催化剂的制备方法，包括制备催化剂载体干粉、制备四合一离型膜、催化剂载体干粉喷覆、真空磁控溅射贵金属催化剂、分离载体膜以及粉碎载体膜的步骤。本发明采用真空溅射法将贵金属催化剂溅射到载体膜上，然后通过微粉化工艺获得均匀的碳载铂催化剂，解决了目前催化剂与载体的附着力的问题，有效提高了催化剂寿命，而且由于碳纳米管表面积大，增加了催化剂气液固三相反应的界面，从而提高了催化剂活性。溅射层的厚度1-7nm，减少了催化剂的用量，节约了电池成本，减少了催化层厚度，减少了膜电极内阻，提高了电池性能。

主权项

一种燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A、制备催化剂载体干粉：将碳粉、碳纳米管或碳粉与碳纳米管的任意比例的混合物400～600克，用干粉混料机混合均匀得到催化剂载体干粉；B、制备带有胶粘层的四合一离型基膜：在离型基膜(1)的两个侧面分别涂覆一层硅油离型层(2)，然后在其中一个硅油离型层(2)表面再涂覆一层胶粘层(3)；C、喷粉：利用精密静电喷粉机将步骤A中制备的催化剂载体干粉喷在步骤B中制备的离型膜带有胶粘层(3)的一侧，形成一层厚度为0.1～2μm均匀分布的催化剂载体层(4)，喷粉压力为5‑8bar；D、真空磁控溅射贵金属催化剂：在0.5～2Pa的压力下，通过真空磁控溅射技术将贵金属催化剂溅射到催化剂载体层(4)上，溅射层厚度为1～7nm，得到溅射有贵金属催化剂的载体膜；E、分离载体膜：利用剥离机将步骤D中得到的溅射有贵金属催化剂的载体膜从离型基膜(1)上剥离；收卷后切片，得到切片面积小于或等于2‑‑‑4平方厘米的载体膜切片；将该载有催化剂的载体膜切片放在清洗剂中进行超声清洗，清洗掉膜表面的胶粘层(3)，清洗完成后在120℃下进行真空干燥；F、粉碎：使用微粉磨将步骤E中得到的载体膜切片粉碎成直径0.1‑3μm的颗粒；G、将步骤F中粉碎后的颗粒放入炭化炉，在氩气或氮气的保护下，于600℃～1300℃下碳化30～120分钟得到燃料电池催化剂。