CN103801289B - 一种燃料电池催化剂的制备方法 - Google Patents

一种燃料电池催化剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池催化剂的制备方法,包括制备四合一离型膜、真空磁控溅射石墨层、真空磁控溅射贵金属催化剂、分离载体膜、粉碎载体膜以及碳化的步骤。本发明采用真空溅射法将石墨和贵金属催化剂溅射到载体膜上,提高了金属铂在石墨载体粒子上面的附着力,提高催化剂寿命,使催化剂活性增强,催化效率高,从而降低了燃料电池贵金属的使用,大大降低了燃料电池的生产成本。同时,本发明生产工艺简单,生产效率高,适合大批量生产燃料电池催化剂,对燃料电池产业化有及其重要意义。

Description

一种燃料电池催化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域,具体涉及一种燃料电池催化剂的制备方法。
背景技术
燃料电池作为一种高效、环境友好的发电装置,在基站电源、中小型电站、电动车、备用电源、便携电源等方面,具有广阔的应用前景。燃料电池可以分为质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融盐燃料电池、微生物燃料电池、生物燃料电池等。燃料电池主要由端板、集电板、双极板、膜电极等组成,其中膜电极是燃料电池的核心部件,催化剂是膜电极的心脏部分。目前比较成熟的催化剂主要是以碳粉为载体,负载金属铂。
专利CN102810677A中记载了将VulcanXC-72R炭黑为载体的载Pt催化剂(催化剂1)和Ketjen炭黑为载Pt催化剂(催化剂2)混合使用,增加了常规Pt/C(VulcanXC-72R炭黑)催化剂的比表面积,提高了催化剂活性。但所添加的Pt/C(Ketjen炭黑)催化剂所使用的Ketjen炭黑载体比表面积大,粒径小,分散困难,催化层中有效反应区域所占的比例更低,贵金属的利用率也更低,同时催化剂也更易迁移和团聚,随着电化学反应的进行,催化剂的催化效果逐渐减弱,电池效率逐渐降低。
碳粉也是燃料电池中的常用载体,目前采用碳粉为载体主要有以下缺点:
(1)金属铂颗粒与碳载体附着力会随之电池的使用而降低,最终导致催化剂团聚现象的发生,致使膜电极寿命的减少;
(2)碳载体的耐电化学腐蚀性能会随着电池的使用越来越弱,最后碳载体被电化学腐蚀掉,导致催化层塌陷,致使膜电极性能下降;
(3)碳载体的表面积较小,影响气液固三项反应的速率,使催化剂铂原子与氢气的接触面减小,不能使金属铂的催化效率提高,一定程度上造成贵金属铂的浪费;
(4)由于催化剂效率较低,为了达到需求的功率密度,会加大催化剂的用量,进而加大了催化层的厚度,增加了膜电极的内阻,减小了膜电极的性能,进而造成电堆的输出功率下降。
石墨烯是具有少于10层石墨分子层状结构的碳材料,比表面积高,且表现出很强的量子效应,具有良好的电子传导能力。专利CN101814607A公开了一种质子交换膜燃料电池用铂/石墨烯催化剂的制备方法,其采用石墨烯为载体,以硼氢化钠或乙二醇为还原剂,将氧化石墨与氯铂酸龚环宇,得到一种质子交换膜燃料电池用铂/石墨烯催化剂。该方法提高了催化剂的稳定性,但工艺过程复杂,耗时长。
专利CN102000590B公开了一种燃料电池用石墨烯/FePt纳米催化剂的制备方法,其以天然鳞片石墨为原料,用Hummers法将其氧化得到氧化石墨,将氧化石墨、等物质的量的氯铂酸与硝酸铁一起超声溶解于去离子水中,加入水合肼并用氨水调节溶液pH至10~10.5,在120℃下油浴加热,在氮气保护下回流反应2.5~3h,收集沉淀并洗涤,干燥后得到石墨烯/FePt纳米催化剂。该方法在一定程度上减少了燃料电池催化剂中贵金属铂的负载量,降低了燃料电池的生产成本。
磁控溅射技术在薄膜制备领域被广泛应用,其是利用磁场与电子交互作用,使电子在靶表面附近呈螺旋状运行,从而增大电子撞击氩气产生离子的概率,所产生的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材。
发明内容
发明目的:为解决现有技术中存在的技术问题,本发明提出一种燃料电池催化剂的制备方法,可以减少催化剂用量,节约电池成本,减少催化层厚度,提高电池性能。
技术内容:为实现上述技术目的,本发明提出一种燃料电池催化剂的制备方法,包括如下步骤:
A、制备带有胶粘层的载体膜:在离型基膜的两个侧面分别涂覆一层硅油离型层,然后在其中一个硅油离型层表面再涂覆一层胶粘层;
B、真空磁控溅射石墨层:制备密度大于1.8g/cm3,纯度大于99.99%的纳米石墨靶材胚,通过真空磁控溅射技术将制备的纳米石墨靶材胚溅射到载体膜的胶粘层表面,在载体膜表面形成一层石墨层,溅射层厚度为10~30nm;
C、真空磁控溅射贵金属催化剂:通过加压熔铸法制取铂靶材胚,使铂靶材胚的密度大于20.5g/cm3,纯度大于99.99%,在载体膜的石墨层上通过真空磁控溅射技术溅射该铂靶材胚,得到载有贵金属催化剂的载体膜,溅射层厚度为1~3nm;
D、分离载体膜:利用剥离机将步骤C中得到的载有贵金属催化剂的载体膜从离型基膜上剥离;收卷后切片,得到切片面积小于或等于4平方厘米的载体膜切片;将该载体膜切片放在清洗剂中进行超声清洗,清洗掉膜表面的胶粘层,清洗完成后在100~120℃下进行真空干燥;
E、粉碎:使用微粉磨将步骤E中得到的载体膜切片粉碎成0.2-3μm的颗粒;
F、碳化:将步骤E中得到的颗粒粒放入炭化炉,在氩气或氮气的保护下,于600℃~1300℃下碳化30~120分钟得到燃料电池催化剂。
其中,所述的离型基膜的制作材料选自PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)、PC(聚碳酸酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PA(聚酰胺)和PI(聚酰亚胺)中的任意一种,优选地为PET薄膜。
所述的胶粘层的制作材料选自丙烯酸类、聚氨酯类和硅胶类中的任意一种,优选为硅胶类。
所述离型基膜的厚度为15~250μm;所述硅油离型层的厚度为1~5μm;所述胶粘层的厚度为2~10μm。优选地,所述离型基膜的厚度为150μm;所述硅油离型层的厚度为3μm;所述胶粘层的厚度为2μm。
其中,步骤B中,石墨靶材胚的制备方法如下:将10~100纳米石墨粉混入酚醛树脂粉料,纳米石墨粉与酚醛树脂粉料的重量比为20:(1~5),在320~370℃恒温下,搅拌分散成膏体料,通过成型机制成靶材胚体,将制成的胚体置入模具,在500~1000吨压力下成型为半成品靶胚,将半成品靶胚放入高温烧结炉,在1500~1700℃氮气或者氩气保护下高温烧结15~30分钟,制成纳米石墨靶材胚。通过高压成型和高温烧结,有助于提高石墨靶材密度,提高溅射均匀度。
具体地,步骤B或C中所述的真空磁控溅射技术为直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术。
步骤B或C中的溅射条件为:压强0.5~3Pa;溅射功率5~20W/cm2;溅射工作气体为氩气,气体流量每分钟10~20mL/min。
步骤D中所述的清洗剂为丁酮或乙酸乙酯。
有益效果:与现有技术相比,本发明的燃料电池催化剂制备方法具有如下优点:
(1)采用真空溅射法将石墨和贵金属催化剂溅射到载体膜上,提高了金属铂在石墨载体粒子上面的附着力,提高催化剂寿命,使催化剂活性增强,催化效率高,从而降低了燃料电池贵金属的使用,大大降低了燃料电池的生产成本。
(2)生产工艺简单,生产效率高,适合大批量生产燃料电池催化剂,对燃料电池产业化有及其重要意义。
附图说明
图1为本发明的载体膜的结构示意图。
图2为本发明燃料电池催化剂的极化曲线图。
图3为本发明燃料电池催化剂的功率密度曲线图。
图4为JohnsonMatthey催化剂的极化曲线图。
图5为JohnsonMatthey催化剂的功率密度曲线图。
图6为真空磁控溅射原理图。
具体实施方式
以下实施例中所用材料的购买来源及型号如下:
铂:(日本住友金属)、真空磁控溅射设备(日本ULVACspt500型,铂靶)。
实施例1石墨靶材胚和铂靶材胚的制备。
石墨靶材胚的制备:取市售10~100纳米石墨粉20KG,混入1~5KG市售酚醛树脂粉料,在350摄氏度恒温下,搅拌分散成膏体料,通过成型机制成20mm厚,125mm宽,600mm长靶材胚体,将制成的胚体置入模具,在500~1000吨压力下成型为10~15mm厚,125mm宽,600mm长的半成品靶胚,将半成品靶胚放入高温烧结炉,在1600摄氏度氮气或者氩气保护下高温烧结15~30分钟,制成纳米石墨溅射靶材。通过高压成型和高温烧结,有助于提高石墨靶材密度,提高溅射均匀度。
铂靶材胚的制备:通过加压熔铸法制取铂靶材胚,尺寸为300×100×2mm,使铂靶材胚的密度大于20.5g/cm3,纯度大于99.99%。
实施例2
一种燃料电池催化剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备带有胶粘层的载体膜:在PET离型基膜(厚度为150μm)的两个侧面分别涂覆一层硅油离型层,厚度为3μm,然后在其中一个硅油离型层表面再涂覆一层胶粘层,胶粘层的材料为硅胶,厚度为2μm,得到载体膜,如图1所示,其中,1-1为离型基膜,1-2为硅油离型层,1-3为胶粘层;
(2)真空磁控溅射石墨层:在1Pa的压力下,通过直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术将实施例1制备的石墨靶材胚溅射到载体膜的胶粘层上,在载体膜的胶粘层上溅射易层石墨层,溅射层厚度为15nm,溅射功率为10W/cm2,溅射工作气体为氩气,气体流量15ml/min;
(3)真空磁控溅射贵金属催化剂:在1Pa的压力下,通过直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术将实施例1制备的铂靶材胚溅射到载体膜的石墨层上,溅射层厚度为2nm,溅射功率为15W/cm2,溅射工作气体为氩气,气体流量15ml/min,得到溅射有贵金属催化剂的载体膜;
真空磁溅射的原理如图6所示,其中,1为载体膜,2为纳米石墨靶材胚,3为铂靶材胚,4为真空腔室,5为导辊。首先将加工好的载体膜1经导辊5牵引从左到右先进入溅射石墨层的真空腔体4,进行溅射石墨层,然后进入溅射金属铂层真空腔体4,在石墨层的表面进行溅射金属铂层。溅射完成后的催化剂薄膜经导辊5牵引,然后进行收卷,收卷完成后转入下一工序。
(4)分离载体膜:利用剥离机将步骤(3)中得到的溅射有贵金属催化剂的载体膜从离型基膜上剥离;收卷后切片,得到切片面积小于或等于4平方厘米的载体膜切片;将该载有催化剂的膜切片放在乙酸乙酯中进行超声清洗,清洗掉膜表面的胶粘层,清洗完成后在120℃下进行真空干燥。
(5)粉碎:使用微粉磨将步骤(4)中得到的载体膜切片粉碎成0.5微米的颗粒;
(6)将步骤(5)中粉碎后的颗粒放入炭化炉,在氩气或氮气的保护下,于1100℃下碳化100分钟得到燃料电池催化剂。
实施例3
一种燃料电池催化剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备带有胶粘层的载体膜:在PET离型基膜(厚度为100μm)的两个侧面分别涂覆一层硅油离型层,厚度为3μm,然后在其中一个硅油离型层表面再涂覆一层胶粘层,胶粘层的材料为丙烯酸类胶,厚度为5μm,得到载体膜,如图1所示,其中,1-1为离型基膜,1-2为硅油离型层,1-3为胶粘层;
(2)真空磁控溅射石墨层:在1Pa的压力下,通过直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术将实施例1制备的石墨靶材胚溅射到步骤(1)制备的载体膜的胶粘层上,在胶粘层上溅射一层石墨层,溅射层厚度为20nm,溅射功率为15W/cm2,溅射工作气体为氩气,气体流量20ml/min;
(3)真空磁控溅射贵金属催化剂:在1Pa的压力下,通过直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术将实施例1制备的铂靶材胚溅射到步骤(2)制备的载体膜的石墨层上,溅射层厚度为3nm,溅射功率为15W/cm2,溅射工作气体为氩气,气体流量15ml/min,得到溅射有贵金属催化剂的载体膜;
(4)分离载体膜:利用剥离机将步骤(3)中得到的溅射有贵金属催化剂的载体膜从离型基膜上剥离;收卷后切片,得到切片面积小于或等于4平方厘米的载体膜切片;将该载有催化剂的膜切片放在乙酸乙酯中进行超声清洗,清洗掉膜表面的胶粘层,清洗完成后在120℃下进行真空干燥。
(5)粉碎:使用微粉磨将步骤(4)中得到的载体膜切片粉碎成1.0微米的颗粒;
(6)将步骤(5)中粉碎后的颗粒放入炭化炉,在氩气或氮气的保护下,于1200℃下碳化120分钟得到燃料电池催化剂。
实施例4
一种燃料电池催化剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备带有胶粘层的载体膜:在PEN离型基膜(厚度为200μm)的两个侧面分别涂覆一层硅油离型层,厚度为4μm,然后在其中一个硅油离型层表面再涂覆一层胶粘层,胶粘层的材料为聚氨酯材料,厚度为8μm,得到载体膜,如图1所示,其中,1-1为离型基膜,1-2为硅油离型层,1-3为胶粘层;
(2)真空磁控溅射石墨层:在2Pa的压力下,通过直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术将实施例1制备的石墨靶材胚溅射到步骤(1)制备的载体膜的胶粘层上,在载体膜的胶粘层上溅射一层石墨层,溅射层厚度为25nm,溅射功率为20W/cm2,溅射工作气体为氩气,气体流量20ml/min;
(3)真空磁控溅射贵金属催化剂:在2Pa的压力下,通过直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术将实施例1制备的铂靶材胚溅射到步骤(2)制备的载体膜的石墨层上,溅射层厚度为1.5nm,溅射功率为20W/cm2,溅射工作气体为氩气,气体流量20ml/min,得到溅射有贵金属催化剂的载体膜;
(4)分离载体膜:利用剥离机将步骤(3)中得到的溅射有贵金属催化剂的载体膜从离型基膜上剥离;收卷后切片,得到切片面积小于或等于4平方厘米的载体膜切片;将该载有催化剂的膜切片放在丁酮中进行超声清洗,清洗掉膜表面的胶粘层,清洗完成后在120℃下进行真空干燥。
(5)粉碎:使用微粉磨将步骤(4)中得到的载体膜切片粉碎成1.5微米的颗粒;
(6)将步骤(5)中粉碎后的颗粒放入炭化炉,在氩气或氮气的保护下,于1300℃下碳化120分钟得到燃料电池催化剂。
实施例5
一种燃料电池催化剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备带有胶粘层的载体膜:在PA离型基膜(厚度为80μm)的两个侧面分别涂覆一层硅油离型层,厚度为3μm,然后在其中一个硅油离型层表面再涂覆一层胶粘层,胶粘层的材料为丙烯酸,厚度为5μm,得到载体膜,如图1所示,其中,1-1为离型基膜,1-2为硅油离型层,1-3为胶粘层;
(2)真空磁控溅射石墨层:在1.5Pa的压力下,通过直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术将实施例1制备的石墨靶材胚溅射到载体膜1的胶粘层上,在胶粘层上溅射一层石墨层,溅射层厚度为15nm,溅射功率为15W/cm2,溅射工作气体为氩气,气体流量20ml/min;
(3)真空磁控溅射贵金属催化剂:在2Pa的压力下,通过直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术将实施例1制备的铂靶材胚溅射到步骤(2)制备的载体膜的石墨层上,溅射层厚度为2nm,溅射功率为20W/cm2,溅射工作气体为氩气,气体流量20ml/min,得到溅射有贵金属催化剂的载体膜;
(4)分离载体膜:利用剥离机将步骤(3)中得到的溅射有贵金属催化剂的载体膜从离型基膜上剥离;收卷后切片,得到切片面积小于或等于4平方厘米的载体膜切片;将该载有催化剂的膜切片放在乙酸乙酯中进行超声清洗,清洗掉膜表面的胶粘层,清洗完成后在120℃下进行真空干燥。
(5)粉碎:使用微粉磨将步骤(4)中得到的载体膜切片粉碎成2微米的颗粒;
(6)将步骤(5)中粉碎后的颗粒放入炭化炉,在氩气或氮气的保护下,于1300℃下碳化120分钟得到燃料电池催化剂。
实施例6
一种燃料电池催化剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备带有胶粘层的载体膜:在PI离型基膜(厚度为50μm)的两个侧面分别涂覆一层硅油离型层,厚度为2μm,然后在其中一个硅油离型层表面再涂覆一层胶粘层,胶粘层的材料为丙烯酸,厚度为3μm,得到载体膜,如图1所示,其中,1-1为离型基膜,1-2为硅油离型层,1-3为胶粘层;
(2)真空磁控溅射石墨层:在1.5Pa的压力下,通过直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术将实施例1制备的石墨靶材胚溅射到载体膜的胶粘层上,使载体膜的胶粘层上溅射一层石墨层,溅射层厚度为12nm,溅射功率为20W/cm2,溅射工作气体为氩气,气体流量15ml/min;
(3)真空磁控溅射贵金属催化剂:在1.5Pa的压力下,通过直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术将实施例1制备的铂靶材胚溅射到载体膜的石墨层上,溅射层厚度为2nm,溅射功率为20W/cm2,溅射工作气体为氩气,气体流量15ml/min,得到溅射有贵金属催化剂的载体膜;
(4)分离载体膜:利用剥离机将步骤(3)中得到的溅射有贵金属催化剂的载体膜从离型基膜上剥离;收卷后切片,得到切片面积小于或等于4平方厘米的载体膜切片;将该载有催化剂的膜切片放在乙酸乙酯中进行超声清洗,清洗掉膜表面的胶粘层,清洗完成后在120℃下进行真空干燥。
(5)粉碎:使用微粉磨将步骤(4)中得到的载体膜切片粉碎成0.8微米的颗粒;
(6)将步骤(5)中粉碎后的颗粒放入炭化炉,在氩气或氮气的保护下,于800℃下碳化120分钟得到燃料电池催化剂。
实施例7催化性能测试。
催化剂催化性能的测试步骤如下:
(1)将本发明实施例1制备的催化剂与nafion溶液(美国杜邦公司)按照质量比为7:3的比例进行混合,并加入适量的乙醇进行分散,配制成催化剂浆料;
(2)将配制好的催化剂浆料,分别涂覆在211质子膜的两侧,涂覆量按照双面铂载量0.25mg/cm2的标准进行,做成CCM;
(3)从做好的CCM上裁切一块5*5cm的面积,放在膜电极性能测试夹具里面,进行催化剂性能测试;
(4)使用燃料电池专用电子负载(150V/600W,南京中鹰锐仪电子有限公司)进行测试,测试条件:氢气压力40KPa,空气10~20KPa,室温20±2℃。测试催化剂的极化曲线和功率密度曲线,结果如图2和图3所示。
使用JohnsonMatthey催化剂作为对比样,具体测试操作步骤也相同,结果如图4和图5所示。通过实验对比发现本发明所制备的催化剂性能比市售JohnsonMatthey催化剂性能要高出至少70%。

Claims (7)

1.一种燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、制备带有胶粘层的载体膜(1):在离型基膜(1-1)的两个侧面分别涂覆一层硅油离型层(1-2),然后在其中一个硅油离型层(1-2)表面再涂覆一层胶粘层(1-3),得到载体膜(1);
B、真空磁控溅射石墨层:制备密度大于1.8g/cm3,纯度大于99.99%的纳米石墨靶材胚(2),通过真空磁控溅射技术将制备的纳米石墨靶材胚(2)溅射到载体膜(1)的胶粘层(1-3)表面,在载体膜(1)表面形成一层石墨层,溅射层厚度为10~30nm;其中,石墨靶材胚的制备方法如下:将10~100纳米石墨粉混入酚醛树脂粉料,纳米石墨粉与酚醛树脂粉料的重量比为20∶(1~5),在320~370℃恒温下,搅拌分散成膏体料,通过成型机制成靶材胚体,将制成的胚体置入模具,在500~1000吨压力下成型为半成品靶胚,将半成品靶胚放入高温烧结炉,在1500~1700℃氮气或者氩气保护下高温烧结15~30分钟,制成纳米石墨靶材胚;
C、真空磁控溅射贵金属催化剂:通过加压熔铸法制取铂靶材胚(3),使铂靶材胚(3)的密度大于20.5g/cm3,纯度大于99.99%,在载体膜(1)的石墨层上通过真空磁控溅射技术溅射该铂靶材胚(3),得到载有贵金属催化剂的载体膜(1),溅射层厚度为1~3nm;
D、分离载体膜(1):利用剥离机将步骤C中得到的载有贵金属催化剂的载体膜(1)从离型基膜(1-1)上剥离;收卷后切片,得到切片面积小于或等于4平方厘米的载体膜切片;将该载体膜切片放在清洗剂中进行超声清洗,清洗掉膜表面的胶粘层(1-3),清洗完成后在100~120℃下进行真空干燥;
E、粉碎:使用微粉磨将步骤D中得到的载体膜切片粉碎成0.2-3μm的颗粒;
F、碳化:将步骤E中得到的颗粒放入炭化炉,在氩气或氮气的保护下,于600℃~1300℃下碳化30~120分钟得到燃料电池催化剂。
2.根据权利要求1所述的燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,所述的离型基膜(1-1)的制作材料选自PET、PVC、PC、PEN、PA和PI中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,所述的胶粘层(1-3)的制作材料选自丙烯酸类、聚氨酯类和硅胶类中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,所述离型基膜(1-1)的厚度为15~250μm;所述硅油离型层(1-2)的厚度为1~5μm;所述胶粘层(1-3)的厚度为2~10μm。
5.根据权利要求1所述的燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,步骤B或C中所述的真空磁控溅射技术为直流磁控溅射技术或者中频磁控溅射技术。
6.根据权利要求1所述的燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,步骤B或C中的溅射条件为:压强0.5~3Pa;溅射功率5~20W/cm2;溅射工作气体为氩气,气体流量每分钟10~20mL/min。
7.根据权利要求1所述的燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,步骤D中所述的清洗剂为丁酮或乙酸乙酯。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7498097B2 (en) * 2003-12-25 2009-03-03 Panasonic Corporation Fuel cell and production method thereof
CN1741309A (zh) * 2004-08-25 2006-03-01 三星Sdi株式会社 燃料电池的电极和包括它的燃料电池

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Thin-film catalyst layers for polymer electrolyte fuel cell electrodes;M.S.WILSON等;《JOURNAL OF APPLIED ELECTROCHEMISTRY》;19921231;第22卷;第1-7页 *

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