一种有效降低燃料电池Pt担量的催化层结构

摘要

本发明是关于一种能够有效降低燃料电池Pt担量的催化层结构，所述催化层由多层不同组成的单一催化层组成，每一层催化层所采用的催化剂Pt载量，离子导体型号，Pt担量，以及每一层的制备工艺均有所不同，以达到提高催化剂利用率、降低Pt担量的目的。燃料电池反应时，氧分子从催化层扩散到催化层内部，与从阳极迁移过来的氢质子反应，根据燃料电池反应的特征，氧经由扩散层向催化层内部扩散，并与阳极传递过来的氢质子发生反应生成水。本发明在设计催化层结构时，着重提高靠近膜一侧催化层的Pt浓度和离子导体浓度，以提高中低电流密度下的反应效率。

主权项

一种有效降低燃料电池Pt担量的催化层结构，其特征在于：所述催化层由2‑4层依附在膜上的催化层所组成，每一层催化层均由催化剂和离子导体构成；催化层由4层时，以紧邻膜的一层为第一层，其中离子导体在催化层中的质量百分比为20‑25wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第一层的催化层为第二层，在靠近膜的第二层中离子导体在催化层中的质量百分比为15‑19wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第二层的催化层为第三层，在远离膜的第三层中离子导体在催化层中的质量百分比为10‑14wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第三层的催化层为第四层，在远离膜的第四层中离子导体在催化层中的质量百分比为7‑9wt.％，余下组成部分为催化剂；催化层由3层时，以紧邻膜的催化层为第一层，其中离子导体在催化层中的质量百分比为18‑22wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第一层的催化层为第二层，在靠近膜的第二层中离子导体在催化层中的质量百分比为14‑17wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第二层的催化层为第三层，在远离膜的第三层中离子导体在催化层中的质量百分比为10‑13wt.％，余下组成部分为催化剂；催化层由2层时，以紧邻膜的催化层为第一层，其中离子导体在催化层中的质量百分比为17‑25wt.％，余下组成部分为催化剂；以靠近第一层的催化层为第二层，在靠近膜的第二层中离子导体在催化层中的质量百分比为12‑16wt.％，余下组成部分为催化剂。