电沉积法制备质子交换膜燃料电池电极时抑制析氢的方法

摘要

一种电沉积法制备质子交换膜燃料电池电极时抑制析氢的方法，涉及质子交换膜燃料电池的电极制备方法。本发明直接利用市场上的商品化原材料，在含有抑制氢气析出作用的季铵盐阳离子表面活性剂的Pt离子水溶液中，用电化学沉积的方法，将Pt沉积在与质子交换膜接触的碳载体上，形成负载金属催化剂Pt的质子交换膜燃料电池气体催化电极。抑制氢气析出作用的季铵盐阳离子表面活性剂使电化学沉积Pt的电流效率提高，析出氢气对粘接在基体碳布上的催化剂载体——碳粉的剥离作用减小。本发明具有工艺简单，电沉积Pt的效率高，所制气体催化电极具有贵金属铂利用率高，催化活性高，电极成本低廉等特点。采用本发明制备的铂催化剂碳电极可应用于以质子交换膜为电解质的燃料电池，如氢氧质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池等。用本发明制造的燃料电池，广泛应用于电动汽车，各种航天器，便携式电子设备，如摄像机，笔记本电脑，电动玩具等。

主权项

1、一种电沉积法制备质子交换膜燃料电池电极时抑制析氢的方法：第一步：基体电极的准备将碳布或碳纸置于聚四氟乙烯乳液中浸泡10～30分钟，取出晾干，加热到300～350℃，保温1～20分钟后冷却至室温；第二步：制备碳墨迹混合物将碳载体粉末、聚四氟乙烯乳液、Nafion溶液和异丙醇溶液的混合物，进行超声波震荡；第三步：制备无金属催化剂碳电极将制备好的碳墨迹混合物均匀地涂刷或印制在制备好的碳电极上，加热到100～300℃，保温2～30分钟后，自然冷却至室温；其特征在于：第四步：制备铂催化剂碳电极将制备好的无金属催化剂碳电极，置于由0.001～0.06mol/l的季铵盐阳离子表面活性剂，0.01～0.05mol/l的氯铂酸，和0.1～10mol/l的硫酸组成的电化学沉积液中，在室温至80℃的温度下，以0.1～2.0A/dm2的电流进行电化学沉积，将铂沉积在无金属催化剂碳电极上，再用去离子水反复清洗铂催化剂碳电极，然后，在0.01～1.0mol/l的硫酸溶液中，在相对标准氢电极-0.05～1.50V电位范围之间，用电化学方法活化铂催化剂碳电极，从硫酸中取出电极，再用去离子水反复清洗。