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专利号: 202111506040X
申请人: 中汽创智科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,所述燃料电池用阴极催化剂包括钴氮共掺杂的多孔碳基底以及生长于所述钴氮共掺杂的多孔碳基底上的活性粒子,所述活性粒子由金属钴内核以及包覆于所述内核表面的氧化钴组成;

所述燃料电池用阴极催化剂的制备方法包括:(1)将含碳生物质、钴盐和氨水进行混合,得到碱性混合溶液,水热,冷冻干燥,得到前驱体;(2)在保护性气氛下,将步骤(1)所述前驱体进行碳化热处理,得到所述燃料电池用阴极催化剂;

步骤(1)所述碱性混合溶液的pH值为8 10;

~

步骤(1)所述水热反应的温度为180 200℃;

~

步骤(1)所述水热反应的时间为10 14h。

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2.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,所述燃料电池用阴极催化剂的原料还包括氮源。

3.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,所述钴氮共掺杂的多孔碳基底还包括硅元素。

4.根据权利要求3所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,以所述燃料电池用阴极催化剂的质量为100%计,C元素的质量占比为80 85%。

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5.根据权利要求3所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,以所述燃料电池用阴极催化剂的质量为100%计,O元素的质量占比为6 15%。

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6.根据权利要求3所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,以所述燃料电池用阴极催化剂的质量为100%计,N元素的质量占比为3 6%。

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7.根据权利要求3所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,以所述燃料电池用阴极催化剂的质量为100%计,Si元素的质量占比为1 4%。

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8.根据权利要求3所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,以所述燃料电池用阴极催化剂的质量为100%计,Co元素的质量占比为1 3%。

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9.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述钴盐包括醋酸钴。

10.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述冷冻干燥的时间至少为24h。

11.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,加入氮源与步骤(1)所述前驱体进行混合。

12.根据权利要求11所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,所述氮源包括三聚氰胺。

13.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述碳化热处理的温度为700 900℃。

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14.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述碳化热处理的时间为2 3h。

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15.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,对步骤(2)经过碳化热处理后的物质依次进行水洗和沉降。

16.根据权利要求1所述的燃料电池用阴极催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:(1)将含碳生物质、钴盐和氨水进行混合,得到pH值为8 10的碱性混合溶液,180 200℃~ ~下水热10 14h,冷冻干燥至少24h,得到前驱体;

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(2)在保护性气氛下,将步骤(1)所述前驱体与氮源混合,700 900℃下进行碳化热处理~

2 3h,水洗,沉降,得到所述燃料电池用阴极催化剂。

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17.一种燃料电池,其特征在于,所述燃料电池包括如权利要求1‑16任一项所述的制备方法制备得到的燃料电池用阴极催化剂。