【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池，具体涉及一种铂钴合金催化剂及其等离子体处理方法与应用。
技术介绍
1、随着能源和环境问题的日益严重，人们对于清洁能源的需求越来越迫切。燃料电池作为一种高效、清洁的能源转换技术，得到了广泛关注。在燃料电池中，催化剂起着至关重要的作用，其中铂钴催化剂因其较高的活性和稳定性而备受关注，但是铂钴催化剂在长时间运行过程中容易发生团聚和碳腐蚀现象，导致其活性降低，进而影响燃料电池的性能。为了解决这一问题，研究人员提出了许多方法，如改变制备方法、优化铂钴比例、添加助剂等，但这些方法往往存在一定的局限性，无法在根本上解决问题。
2、等离子体处理技术作为一种新兴的材料表面改性技术，具有操作简单、可控性强、处理效果好等优点，被广泛应用于材料科学、生物医学等领域。近年来，研究人员开始尝试利用等离子体处理技术来提升铂钴催化剂的性能，并取得了一定的成果，但是现有的等离子体处理方法往往存在一些问题，如处理过程中温度较高、处理效果不稳定等。因此，有必要研究一种新的等离子体处理方法，以进一步提升铂钴催化剂的性能，从而提高燃料电池的整体性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供了一种铂钴合金催化剂及其等离子体处理方法与应用。本专利技术的处理方法通过选定合适的等离子体类型与处理气氛，在较低的温度下进行，通过控制处理温度与时间保证处理的效果，后续通过固化处理使得等离子体效果稳定，能够有效提升铂钴合金催化剂的活性和稳定性，从而提高燃料电池的整体性能。
2、为实现以上技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术实施例提供了一种铂钴合金催化剂的等离子体处理方法，包括以下步骤：
4、(1)选择合适的等离子体类型与处理气氛；
5、(2)将等离子体表面处理仪内部抽真空到10-100pa，通入流量为10-600sccm的处理气氛，在50-800w的功率下对铂钴合金催化剂进行等离子体处理3-60min，处理温度为10-80℃；
6、(3)将步骤(2)等离子处理后的铂钴合金催化剂，在氮气氛围下50-120℃进行固化处理10-1440min。
7、进一步地，步骤(2)中处理铂钴合金催化剂使用的等离子体为冷等离子体，等离子体的温度低于50℃。
8、进一步地，步骤(2)中处理铂钴合金催化剂使用的等离子体包括射频等离子体、微波等离子体、电晕放电等离子体及辉光放电等离子体的一种或几种。
9、进一步地，步骤(1)中所述处理气氛包括氩气、氢气、氮气、氧气及空气中的一种或几种。
10、进一步地，步骤(2)中等离子体处理的功率为100-500w，处理时间为5-30min，处理温度为10-50℃。
11、第二方面，本专利技术实施例提供了一种铂钴合金催化剂，采用第一方面所述的等离子体处理方法处理后制得。
12、第三方面，本专利技术实施例提供了第二方面所述的铂钴合金催化剂在燃料电池中的应用。
13、本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
14、1、本专利技术的方法选定合适的等离子体类型与处理气氛，等离子体采用冷等离子体(也称为非热等离子体)，其中电子的温度远高于离子和中性粒子的温度。在这种等离子体中，电子的平均动能较高，足以维持等离子体的电离状态，但整体上，等离子体的温度相对较低，通常接近室温或更低，选择的等离子体的温度低于50℃；在较低的温度下进行，通过优化处理温度与时间保证处理的效果，后续通过固化处理增加等离子体处理后的性能效果，并保持持续的提升效果。
15、2、本专利技术通过等离子体处理，对铂钴合金催化剂进行表面改性，能够增加催化剂的活性位点数量，并改善其电子结构，显著提高了铂钴合金催化剂的活性和稳定性，半电池3万圈耐久性提升了40％以上。
16、3、本专利技术通过调节等离子体处理参数，如功率、处理时间等，实现对催化剂表面性质的有效调控，从而提升了催化剂的性能。
17、4、本专利技术将等离子处理后的铂钴合金催化剂应用于燃料电池的电极制备中，改善了催化剂的分散性能，通过性能测试验证了提升燃料电池大尺寸单体电池性能的效果，在0.65v的电压下的电流密度达到2a/cm2以上，性能提升了18.7％。
18、5、本专利技术的方法属于直接表面处理，无需二次分离，方法简单易行，可操作性强，适用于大规模生产，且无需改变等离子体处理前的铂钴合金催化剂的规模化制备工艺。
19、6、采用本方法制备的铂钴合金催化剂具有较低的成本和较高的燃料电池性能，有利于推动燃料电池的商业化应用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种铂钴合金催化剂的等离子体处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述铂钴合金催化剂的等离子体处理方法，其特征在于，步骤（2）中处理铂钴合金催化剂使用的等离子体为冷等离子体，等离子体的温度低于50℃。
3.根据权利要求1所述铂钴合金催化剂的等离子体处理方法，其特征在于，步骤（2）中处理铂钴合金催化剂使用的等离子体包括射频等离子体、微波等离子体、电晕放电等离子体及辉光放电等离子体的一种或几种。
4.根据权利要求1所述铂钴合金催化剂的等离子体处理方法，其特征在于，步骤（1）中所述处理气氛包括氩气、氢气、氮气、氧气及空气中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述铂钴合金催化剂的等离子体处理方法，其特征在于，步骤（2）中等离子体处理的功率为100-500W，处理时间为5-30min，处理温度为10-50℃。
6.一种铂钴合金催化剂，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的等离子体处理方法处理后制得。
7.权利要求6所述的铂钴合金催化剂在燃料电池中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种铂钴合金催化剂的等离子体处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述铂钴合金催化剂的等离子体处理方法，其特征在于，步骤（2）中处理铂钴合金催化剂使用的等离子体为冷等离子体，等离子体的温度低于50℃。
3.根据权利要求1所述铂钴合金催化剂的等离子体处理方法，其特征在于，步骤（2）中处理铂钴合金催化剂使用的等离子体包括射频等离子体、微波等离子体、电晕放电等离子体及辉光放电等离子体的一种或几种。
4.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：华秋茹，王婷玉，胡斌，满建伟，张义煌，郭显斌，
申请(专利权)人：无锡威孚高科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。