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公开(公告)号：CN119517999A
公开(公告)日：2025-02-25
申请号：CN202411448020.5
申请日：2024-10-17
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明涉及一种具有梯度化孔隙结构催化层及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：以聚乙烯醇为造孔剂，利用第一层催化剂浆料在质子交换膜上形成第一层催化层；以聚乙烯醇与碳酸钙颗粒为造孔剂，利用第二层催化剂浆料在第一层催化层上形成第二层催化层；以碳酸钙颗粒为造孔剂，利用第三层催化剂浆料在第二层催化层上形成第三层催化层。与现有技术相比，本发明通过梯度化孔隙结构设计，实现了氧气从气体扩散层至催化层内的有效扩散，降低了氧气传质阻力，同时减缓了催化层中水淹现象的发生，显著提升了燃料电池的电化学性能。
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公开(公告)号：CN111715218A
公开(公告)日：2020-09-29
申请号：CN202010567280.X
申请日：2020-06-19
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明公开了一种有机体系中电沉积制备Pt双金属催化剂的方法，涉及纳米材料/电化学技术以及燃料电池催化剂技术领域，所述催化剂按如下步骤制备：包括如下步骤：A、取Pt源前驱体、第二金属源前驱体、支持电解质，加入有机溶剂中，得到有机体系电沉积液，并在其中加入中加入分子筛；B、在惰性气体保护下，连接电化学装置，进行循环伏安电化学清洗，之后在催化剂导电性载体上进行不同电位下的电化学沉积，所述催化剂导电性载体为碳基载体。本发明工艺具有发明发法简单，并且拥有较高的电化学窗口，且存在的有机络合吸附作用有利于催化剂沉积和形貌的控制，且能显著提高催化剂的性能及耐久性。
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公开(公告)号：CN109470725B
公开(公告)日：2020-08-04
申请号：CN201811051414.1
申请日：2018-09-10
Applicant: 上海交通大学
IPC: G01N23/085 , G01N23/223
Abstract: 本发明提供了一种燃料电池催化层中催化剂的同步辐射原位测试装置，包括同步辐射光源(1)、前电离室、原位池以及后电离室或荧光探测器(7)；X射线从同步辐射光源(1)射出经前电离室、原位池射至后电离室或荧光探测器(7)上。所述原位池包括工作电极侧部、辅助电极侧部；所述工作电极侧部通过通孔机构、连接件(15)与辅助电极侧部相连接。本发明提供一种燃料电池催化层中催化剂的同步辐射原位测试装置，适用于原位同步辐射XAFS检测的电催化反应原位池，从而实现实时检测催化剂结构演变的一个关键性技术问题。
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公开(公告)号：CN106338459A
公开(公告)日：2017-01-18
申请号：CN201610737646.7
申请日：2016-08-26
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明设计了一种双层膜电极测量燃料电池催化层中氧气有效扩散系数的方法，其包括如下步骤：S1：将双层膜电极组装成燃料电池；S2：检测所述燃料电池的极限电流；S3：将所述极限电流带入公式I所示的Fick定律中，得到电极层的扩散系数；其中，CO2为氧气浓度的为实验控制量，CPt,suf为Pt表面的氧气浓度，δ为模拟催化层的厚度，可通过实验测量获得。本发明的优点在于：首先，DCL不含Pt，无电化学反应，因此传质特点可以用Fick定律表示；其次，DCL的制作方法、物料构成与CL完全一致，能够有效复制CL的传质特点。通过极限电流的测量，得到氧气通量与浓度之间的关系，利用Fick定律计算得到有效传质系数。
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公开(公告)号：CN115084546A
公开(公告)日：2022-09-20
申请号：CN202210780165.X
申请日：2022-07-04
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明公开了一种高度合金化的低铂Pt‑Co纳米颗粒催化剂及其制备方法和应用，涉及纳米材料/电化学技术以及燃料电池催化剂技术领域，包括表面均匀分散Pt‑Co纳米颗粒的载体；载体为碳颗粒，Pt‑Co颗粒的平均粒径为2.83nm；Pt‑Co纳米颗粒结晶良好，且富(111)晶面；Pt‑Co纳米颗粒高度合金化，Pt含量低；Pt‑Co纳米颗粒以电化学方法从溶解有支持电解质KClO4、Pt源和Co源前驱体H2PtCl6·6H2O、Co(NO3)2·6H2O的N，N‑二甲基甲酰胺(N,N‑Dimethylformamide，DMF)溶剂还原沉积到碳载体上，得到用于燃料电池阴极的碳载Pt‑Co纳米颗粒催化剂。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106338459B
公开(公告)日：2020-01-07
申请号：CN201610737646.7
申请日：2016-08-26
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明设计了一种双层膜电极测量燃料电池催化层中氧气有效扩散系数的方法，其包括如下步骤：S1：将双层膜电极组装成燃料电池；S2：检测所述燃料电池的极限电流；S3：将所述极限电流带入公式I所示的Fick定律中，得到电极层的扩散系数；其中，CO2为氧气浓度的为实验控制量，CPt,suf为Pt表面的氧气浓度，δ为模拟催化层的厚度，可通过实验测量获得。本发明的优点在于：首先，DCL不含Pt，无电化学反应，因此传质特点可以用Fick定律表示；其次，DCL的制作方法、物料构成与CL完全一致，能够有效复制CL的传质特点。通过极限电流的测量，得到氧气通量与浓度之间的关系，利用Fick定律计算得到有效传质系数。
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公开(公告)号：CN106229533A
公开(公告)日：2016-12-14
申请号：CN201610717402.2
申请日：2016-08-24
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M8/1004
Abstract: 本发明公开了一种亲水/疏水复合型多层膜电极及其制备方法；所述膜电极包括阳极催化层、质子交换膜和阴极催化层，其中阴极催化层为具有亲水性梯度的三层复合结构，靠近质子膜的一层为亲水改性层，靠近气体扩散层的一侧为疏水改性层，两层中间是未改性层，从而在阴极催化层中形成亲水性梯度。亲水层能够在低相对湿度下对质子交换膜以及催化层中离子聚合物起保湿作用，从而降低膜电极的离子传导电阻。疏水层降低了催化层与气体扩散层之间的毛细管压力梯度，抑制了高相对湿度下水由扩散层向催化层扩散。通过本发明的方案，可达到优化催化层内水分布的目的。
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公开(公告)号：CN112186207B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN202011181023.9
申请日：2020-10-29
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供了一种低铂/非铂复合催化剂及其制备方法，所述低铂/非铂复合催化剂以非铂催化剂为载体，铂纳米颗粒以原位还原的方式均匀负载于载体表面。本发明通过以醇为溶剂，碱性反应介质配体置换结合还原性气体煅烧还原铂前驱体形成所述纳米颗粒催化剂。本发明将铂基催化剂和非铂催化剂进行复合，将两者的优势互补，并利用两者之间的协同作用实现氧还原反应(Oxygen Reduction Reaction，ORR)性能最大化，从而能够大幅度降低铂用量。非Pt结合Pt基催化剂的超低Pt膜电极有助于质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells，PEMFCs)实现在全电流区的高性能。
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公开(公告)号：CN106486682B
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201610856200.6
申请日：2016-09-27
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M4/92
Abstract: 本发明公开了一种球形核壳状PdxNi1‑x@Pt/C催化剂及其制备；所述PdxNi1‑x@Pt/C催化剂以碳黑为载体，球形PdxNi1‑x@Pt纳米颗粒以物理负载的方式均匀分散于碳黑载体表面；球形PdxNi1‑x@Pt纳米颗粒具有以球形PdxNi1‑x纳米颗粒为核，以Pt单原子层为壳的核壳结构，0.15≤X≤0.85。本发明通过欠电位沉积结合化学置换的方法在碳载球形PdxNi1‑x纳米颗粒表面形成单原子层的Pt壳而形成所述催化剂。该催化剂在氧气饱和的0.1mol/L的HClO4溶液中及0.9V下具有优异的ORR活性；并且其在酸性条件下0.7～1.0V之间电势扫描循环12000圈后的氧还原活性仍未衰减，具有优秀的电化学稳定性。
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公开(公告)号：CN109470725A
公开(公告)日：2019-03-15
申请号：CN201811051414.1
申请日：2018-09-10
Applicant: 上海交通大学
IPC: G01N23/083
Abstract: 本发明提供了一种燃料电池催化层中催化剂的同步辐射原位测试装置，包括同步辐射光源(1)、前电离室、原位池以及后电离室或荧光探测器(7)；X射线从同步辐射光源(1)射出经前电离室、原位池射至后电离室或荧光探测器(7)上。所述原位池包括工作电极侧部、辅助电极侧部；所述工作电极侧部通过通孔机构、连接件(15)与辅助电极侧部相连接。本发明提供一种燃料电池催化层中催化剂的同步辐射原位测试装置，适用于原位同步辐射XAFS检测的电催化反应原位池，从而实现实时检测催化剂结构演变的一个关键性技术问题。
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