膜电极组件和具有表面改性电催化剂的燃料电池系统以及用于电催化剂表面改性的方法

摘要

包含膜电极组件的燃料电池组件、用于制备膜电极组件的方法以及用于官能化燃料电池组件的膜电极组件中的阴极催化剂颗粒的催化剂表面的方法被描述。燃料电池组件以及它们的膜电极组件包含具有催化剂表面的阴极催化剂材料，其中所述催化剂表面被用氰基官能化以提高催化剂活性。阴极催化剂材料可包括诸如铂或铂合金的催化剂金属。氰基可以衍生自被电氧化到催化剂表面上的氰化物源。氰化物源的非限制性的实例包括诸如甘氨酸、丙氨酸或丝氨酸的氨基酸。氰基通过阻止催化剂表面吸附诸如硫酸根或磺酸根的污染物类同时允许氧分子到达催化剂表面，可提高催化剂对氢燃料电池中的氧化还原反应的活性。

主权项

燃料电池组件，包含：膜电极组件，其包含电解质膜、设置在电解质膜的第一侧的阴极层和设置在与第一侧相对的电解质膜的第二侧的阳极层；与阴极层中的阴极催化剂材料流体连通的氧化剂通道；与阳极层中的阳极催化剂材料流体连通的燃料通道；和与阳极层和阴极层电连接的外部电路；其中至少一部分所述阴极催化剂材料包含用氰基官能化的催化剂表面。