纳米三明治结构燃料电池非贵金属催化剂、膜电极及制备方法

摘要

一种纳米三明治结构燃料电池非贵金属催化剂、膜电极及制备方法。该催化剂具有三维纳米三明治结构，由过渡金属、碳和氮三种元素共同组成；其结构由石墨烯片层与中间的纳米导电碳层组成，过渡金属和氮被掺杂于石墨烯与纳米导电碳的结构中，过渡金属为Fe和Co中的任意一种或二种。制备是将氧化石墨烯，纳米导电碳，过渡金属前躯体盐分散在去离子水中，经旋转蒸发，冷冻干燥，研磨成粉，在氮源存在气氛中600-1000℃热处理而得。本发明优点：制备方法简单，成本低，由该催化剂制备的膜电极具有有序化特征，可有效地提高催化剂层的物理和电化学比表表面积和传质能力；使用的Fe、Co催化剂廉价；催化剂具有优异的氧还原活性与稳定性。

主权项

一种燃料电池非贵金属催化剂，用于质子交换膜燃料电池或碱性燃料电池，其特征在于：所述的催化剂具有三维纳米三明治结构，成份由过渡金属、碳和氮三种元素共同组成；所述的三维纳米三明治结构由石墨烯片层与中间的纳米导电碳层组成，所述的过渡金属为Fe和Co中的任意一种或二种，被掺杂于石墨烯与纳米导电碳的结构中，所述的氮主要被掺杂于石墨烯与纳米导电碳的结构中。