【技术实现步骤摘要】
[]本专利技术涉及电解水制氢以及氢能新兴能源领域，具体地说是一种添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、由于能源短缺问题的日益加剧和能源转型的迫切需求，探索可持续发展的绿色清洁能源是实现可持续发展的迫切需求。
2、氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，具有能量密度高、分子质量小、燃烧产物环保等特点，被认为是实现低碳转型发展的理想载体之一。绿氢在制备过程中可以实现零碳排放量，而电解水制氢作为目前最重要的绿氢制备手段之一而备受关注。
3、电解水过程一般由析氢反应(her)和析氧反应(oer)组成。在低电流密度下，电解水性能主要取决于催化剂的本征活性和暴露的活性位点，随着电流密度的增加，物质扩散和电荷转移的影响会被放大，导致过电势迅速增加和活性严重衰减。大多数已开发的her和oer催化剂通常只能在低电流密度和短时间内维持高活性，为了克服这些障碍，需要合理设计电解水催化剂同时提高活性和稳定性。而有效的形貌调控策略，比如使催化剂更均匀的分布在催化层内，可以增加暴露的活性位点，提高表观活性，而且可以加速气泡的脱附，从而改善物质扩散。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的目的就是要解决上述的不足而提供一种添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，能够克服现有技术在催化剂制备过程中存在的孔隙率控制不足、分散性差和活性不高等问题，避免了催化剂在催化层中团簇，显著改善催化层孔隙的均一性，实现孔隙率的有效
2、为实现上述目的设计一种添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，包括以下步骤：
3、1)按照1：2：2的质量比例称量全氟磺酸树脂、水、异丙醇并进行机械混合，边搅拌混合液边加入二氧化铱催化剂，随后将混合好的催化剂浆料进行超声，超声时长为2-6h；
4、2)在催化剂浆料中加入高沸点醇，使用超声波均质机处理浆料，每次2-4小时，确保催化剂充分分散和混合，从而调控催化剂的孔隙率。
5、进一步地，所述高沸点醇为丙二醇和乙二醇中的任意一种。
6、进一步地，步骤2)之后，将分散后的混合液进行涂布，涂布采用60目数的涂布辊，速度为500mm/min，烘干处理后得到阳极催化层。
7、更进一步地，在对分散后的混合液进行涂布时，将分散后的混合液涂敷在聚四氟乙烯膜上，并在80℃的条件下进行烘干。
8、进一步地，将异丙醇、水、全氟磺酸分散液进行机械混合，在搅拌过程中将二氧化铱催化剂缓慢加入到混合溶液中以避免团聚，使用磁力搅拌器或机械搅拌器在室温下进行分散，分散时长为2-6h，得到混合浆料a，混合浆料a的固含为35wt％，低沸点醇的含量为40wt％；向混合浆料a中滴加2％的丙二醇溶液，使用超声波均质机处理浆料a，每次2-4小时，以确保催化剂充分分散和混合，将分散后的混合液进行涂布，涂布采用60目数的涂布辊，速度为500mm/min，干燥后得到阳极催化层。
9、进一步地，将异丙醇、水、全氟磺酸分散液进行机械混合，在搅拌过程中将二氧化铱催化剂缓慢加入到混合溶液中以避免团聚，使用磁力搅拌器或机械搅拌器在室温下进行分散，分散时长为2-6h，得到混合浆料b，混合浆料b的固含为35wt％，低沸点醇的含量为40wt％；向混合浆料b中滴加5％的丙二醇溶液，使用超声波均质机处理浆料b，每次2-4小时，以确保催化剂充分分散和混合，将分散后的混合液进行涂布，涂布采用60目数的涂布辊，速度为500mm/min，干燥后得到阳极催化层。
10、另一方面，本专利技术还提供了一种膜电极，包括阳极催化层、阴极催化层和质子交换膜，所述阳极催化层采用上述任一项所述方法制备得到的催化层。
11、第三方面，本专利技术提供了一种燃料电池，所述燃料电池包括上述的膜电极。
12、本专利技术同现有技术相比，通过添加丙二醇、乙二醇等高沸点醇从而避免催化剂在催化层中团簇，显著改善催化层孔隙的均一性，并实现孔隙率的有效调控，提高表观活性和电化学转换效率，适用于规模化生产，且效果显著，制作简单，克服了现有技术在催化剂制备过程中存在的孔隙率控制不足、分散性差和活性不高等问题。
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1.一种添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于：所述高沸点醇为丙二醇和乙二醇中的任意一种。
3.如权利要求1所述的添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于：步骤2)之后，将分散后的混合液进行涂布，涂布采用60目数的涂布辊，速度为500mm/min，烘干处理后得到阳极催化层。
4.如权利要求3所述的添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于：在对分散后的混合液进行涂布时，将分散后的混合液涂敷在聚四氟乙烯膜上，并在80℃的条件下进行烘干。
5.如权利要求1所述的添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于：将异丙醇、水、全氟磺酸分散液进行机械混合，在搅拌过程中将二氧化铱催化剂缓慢加入到混合溶液中以避免团聚，使用磁力搅拌器或机械搅拌器在室温下进行分散，分散时长为2-6h，得到混合浆料A，混合浆料A的固含为35wt％，低沸点醇的含量为40wt％；向混合浆料A中滴加2％的丙二醇溶液，使用超声波均质机处理浆料A，每次2-4小时，以确保催化剂
6.如权利要求1所述的添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于：将异丙醇、水、全氟磺酸分散液进行机械混合，在搅拌过程中将二氧化铱催化剂缓慢加入到混合溶液中以避免团聚，使用磁力搅拌器或机械搅拌器在室温下进行分散，分散时长为2-6h，得到混合浆料B，混合浆料B的固含为35wt％，低沸点醇的含量为40wt％；向混合浆料B中滴加5％的丙二醇溶液，使用超声波均质机处理浆料B，每次2-4小时，以确保催化剂充分分散和混合，将分散后的混合液进行涂布，涂布采用60目数的涂布辊，速度为500mm/min，干燥后得到阳极催化层。
7.一种膜电极，包括阳极催化层、阴极催化层和质子交换膜，其特征在于：所述阳极催化层采用权利要求1至6中任一项所述方法制备得到的催化层。
8.一种燃料电池，其特征在于：所述燃料电池包括权利要求7所述的膜电极。
...【技术特征摘要】
1.一种添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于：所述高沸点醇为丙二醇和乙二醇中的任意一种。
3.如权利要求1所述的添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于：步骤2)之后，将分散后的混合液进行涂布，涂布采用60目数的涂布辊，速度为500mm/min，烘干处理后得到阳极催化层。
4.如权利要求3所述的添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于：在对分散后的混合液进行涂布时，将分散后的混合液涂敷在聚四氟乙烯膜上，并在80℃的条件下进行烘干。
5.如权利要求1所述的添加高沸点醇调控催化剂孔隙率的方法，其特征在于：将异丙醇、水、全氟磺酸分散液进行机械混合，在搅拌过程中将二氧化铱催化剂缓慢加入到混合溶液中以避免团聚，使用磁力搅拌器或机械搅拌器在室温下进行分散，分散时长为2-6h，得到混合浆料a，混合浆料a的固含为35wt％，低沸点醇的含量为40wt％；向混合浆料a中滴加2％的丙二醇溶液，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉玺，葛啸，赵冠雷，贺萍，张志国，
申请(专利权)人：上海亿氢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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