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，包括制备四合一离型膜、真空磁控溅射石墨层、真空磁控溅射贵金属催化剂、分离载体膜、粉碎载体膜以及碳化的步骤。本发明采用真空溅射法将石墨和贵金属催化剂溅射到载体膜上，提高了金属铂在石墨载体粒子上面的附着力，提高催化剂寿命，使催化剂活性增强，催化效率高，从而降低了燃料电池贵金属的使用，大大降低了燃料电池的生产成本。同时，本发明生产工艺简单，生产效率高，适合大批量生产燃料电池催化剂，对燃料电池产业化有及其重要意义。

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、制备带有胶粘层的载体膜（1）：在离型基膜（1‑1）的两个侧面分别涂覆一层硅油离型层（1‑2），然后在其中一个硅油离型层（1‑2）表面再涂覆一层胶粘层（1‑3），得到载体膜（1）；B、真空磁控溅射石墨层：制备密度大于1.8 g/cm³，纯度大于99.99%的纳米石墨靶材胚（2），通过真空磁控溅射技术将制备的纳米石墨靶材胚（2）溅射到载体膜（1）的胶粘层（1‑3）表面，在载体膜（1）表面形成一层石墨层，溅射层厚度为10~30 nm；C、真空磁控溅射贵金属催化剂：通过加压熔铸法制取铂靶材胚（3），使铂靶材胚（3）的密度大于20.5 g/cm³，纯度大于99.99%，在载体膜（1）的石墨层上通过真空磁控溅射技术溅射该铂靶材胚（3），得到载有贵金属催化剂的载体膜（1），溅射层厚度为1~3 nm；D、分离载体膜（1）：利用剥离机将步骤C中得到的载有贵金属催化剂的载体膜（1）从离型基膜（1‑1）上剥离；收卷后切片，得到切片面积小于或等于4平方厘米的载体膜切片；将该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（1‑3），清洗完成后在100~120℃下进行真空干燥；E、粉碎：使用微粉磨将步骤E中得到的载体膜切片粉碎成0.2‑3 μm的颗粒;F、碳化：将步骤E中得到的颗粒放入炭化炉，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。