CN112786902A - 用于燃料电池的催化剂及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种燃料电池催化剂及其制造方法。在一实施方式中，燃料电池催化剂包含：包含亚氧化钛和碳的载体；和负载在所述载体上的活性材料，所述活性材料包括铱(Ir)、钌(Ru)和钇(Y)。根据本公开的燃料电池催化剂可以具有优异的促进析氧反应和水分解反应的活性。因此，当发生燃料不足时，燃料电池催化剂可表现出优异的促进水分解反应的效果，从而防止催化剂因碳腐蚀反应而劣化。

Description

用于燃料电池的催化剂及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(a)要求于2019年11月7日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2019-0141557的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开的实施方式涉及一种燃料电池催化剂及其制造方法，更具体地，涉及具有优异耐久性的燃料电池电极催化剂及其制造方法。
背景技术
燃料电池是通过经燃料氢气的氧化将化学能转化为电能来发电的装置。燃料电池可以使用利用可再生能源产生的氢气，产生水作为反应产物，并且由于不产生空气污染物或温室气体而作为环境友好的能源引起了关注。根据使用的电解质和燃料的种类，燃料电池分为高分子电解质膜燃料电池(polymer electrolyte membrane fuel cell,PEMFC)、直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cell,DMFC)、磷酸燃料电池(phosphoric acidfuel cell,PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate fuel cell,MCFC)和固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)。
其中，高分子电解质膜燃料电池(PEMFC)具有相对低的工作温度，高的能量密度，快速的启动特性和优异的响应特性，因此将其用作汽车、各种电子设备、交通工具和发电机的能源的技术已经积极开展。
燃料电池包括其中堆叠有膜电极组件(membrane electrode assembly,MEA)的结构，该膜电极组件包括膜、阳极和阴极、气体扩散层(gas diffusion layer,GDL)和隔板。阳极和阴极各自包括由金属催化剂、包括负载所述金属催化剂的载体的催化剂，和作为质子转移介导聚合物的离聚物组成的催化剂层。
在燃料电池中，氢气被供应到阳极，而氧气被供应到阴极。阳极的催化剂将氢气氧化形成质子，并且该质子穿过作为质子传导膜的电解质膜，并通过阴极的催化剂与氧气反应以产生电和水。
图1示意性地示出了在常规燃料电池的阳极催化剂层中发生的氢气氧化反应。如图1所示，在正常操作条件下，供应到燃料电池阳极(氢电极)的氢气被分离成质子和电子(H2→2H++2e-)。通过分离的电子的运动产生电，并且质子、电子和氧气彼此接触以产生热量，同时产生水(H2O)。使用催化剂来提高反应效率。作为常规的燃料电池阳极催化剂，使用了具有优异的氢气氧化和氧气还原反应特性的铂(Pt)，并且作为负载催化剂的载体，使用了具有大比表面积(100m2/g或更高)和极好的电导率(小于1S/cm)的碳(C)载体。
同时，如果向燃料电池阳极的燃料(H2)供应不足，如图1所示，阳极中氢气氧化反应通常不会发生，并且会出现倾向于从阳极催化剂载体碳的氧化中提供所需电子的现象。因此，产生了以下问题：催化剂载体碳被氧化(CO2+2H++2e-)，并且铂发生溶解和聚合。
另外，考虑到碳的热力学还原电势(0.207V vs.SHE)，在燃料电池的驱动范围内，存在最终碳被腐蚀的问题，碳载体的腐蚀是缩短燃料电池催化剂的寿命的直接原因。
与本公开相关的背景技术公开于韩国专利申请10-1467061(公布于2014年12月2日，标题为“用于制造立方铂/碳催化剂的方法，由此制造的立方铂/碳催化剂，和使用其的燃料电池”)中。
发明内容
本公开的一个目的是提供具有优异耐久性、耐腐蚀性和稳定性的燃料电池催化剂。
本公开的另一目的是提供具有优异析氧反应活性和氢气氧化反应活性的燃料电池催化剂。
本公开的又一目的是提供一种燃料电池催化剂，其具有优异的促进析氧反应和水分解反应的活性，并且因此具有通过防止碳载体在燃料不足时发生腐蚀反应来防止催化剂劣化的优异效果。
本公开的再一目的是提供表现出轻质和环境友好特性的燃料电池催化剂。
本公开的又再一目的是提供具有优异生产效率和经济效率的燃料电池催化剂。
本公开的进一步目的是提供一种用于制造燃料电池催化剂的方法。
本公开的另进一步目的是提供一种包括由制造所述燃料电池催化剂的方法制造的催化剂的电极，或者一种包括该燃料电池催化剂的电极。
本公开的又进一步目的是提供一种包括由制造所述燃料电池催化剂的方法制造的催化剂的燃料电池，或包括该燃料电池催化剂的燃料电池。
本公开的一个方面涉及一种燃料电池催化剂。在一实施方式中，燃料电池催化剂包括：包含亚氧化钛和碳的载体；以及负载在所述载体上的活性材料，所述活性材料包括铱(Ir)、钌(Ru)和钇(Y)。
在一实施方式中，所述活性物质可以由以下公式1表示：
[公式1]
IrRuaYb
其中a在1和5之间(1≤a≤5)，并且b在0.1和2之间(0.1≤b≤2)。
在一实施方式中，所述载体包含100重量份的所述亚氧化钛和1至20重量份的所述碳。
在一实施方式中，可以以1：0.5至1:20的重量比来包含所述活性材料和所述载体。
在一实施方式中，碳可以包括炭黑、碳纳米管(carbon nanotube,CNT)、石墨、石墨烯、活性炭、中孔碳、碳纤维和碳纳米线中的一种或多种。
本公开的另一方面涉及一种用于制造燃料电池催化剂的方法。在一实施方式中，用于制造燃料电池催化剂的方法包括：制备包括亚氧化钛、碳和溶剂的第一混合物；通过向第一混合物中加入铱(Ir)前体、钌(Ru)前体和钇(Y)前体来制备第二混合物；和使用第二混合物制备中间体。
在一实施方式中，可以通过将亚氧化钛和碳添加到溶剂中，然后进行超声分散来制备第一混合物。
在一实施方式中，溶剂可包括水、异丙醇、甲醇、乙醇、乙二醇和丙二醇中的一种或多种。
在一实施方式中，溶剂可包含10至50vol％的水和50至90vol％的乙二醇。
在一实施方式中，可以以1：1～5：0.1～2的摩尔比添加铱(Ir)前体、钌(Ru)前体和钇(Y)前体。
在一实施方式中，第二混合物pH值可以为1～6。
在一实施方式中，可以通过用电子束辐照第二混合物来制备中间体。
在一实施方式中，所述用电子束辐照可以是通过用100至500keV的电子束辐照所述第二混合物来进行。
在一实施方式中，该方法可以进一步包括在200至400℃的温度下热处理所制备的中间体。
在其他实施方式中，可以通过在150至280℃的温度下热处理第二混合物来制备中间体。
本公开的又一方面涉及一种包括由制造所述燃料电池催化剂的方法制造的催化剂的电极，或者一种包括该燃料电池催化剂的电极。
本公开的再一方面涉及一种包括燃料电池催化剂的燃料电池。
根据本公开的燃料电池催化剂可具有优异的耐久性和稳定性，优异的催化性能(例如析氧反应活性和氢气氧化活性)，轻量级和环境友好特性以及优异的生产效率和经济效率。
另外，根据本公开的燃料电池催化剂可以具有优异的促进析氧反应和水分解反应的活性。因此，当发生燃料不足时，燃料电池催化剂可表现出优异的促进水分解反应的效果，从而防止催化剂因碳腐蚀反应而劣化，其中所述碳腐蚀反应是由于倾向于由碳载体的氧化来提供电子的现象引起的。
附图说明
图1示意性地示出了在正常运行燃料电池和燃料供应不足的燃料电池下的阳极催化剂层中发生的氧化反应。
图2示出了根据本公开的一个实施方式的用于制造燃料电池催化剂的方法。
图3是示出实施例1至4和比较例2的析氧反应活性的比较的图。
具体实施方式
在以下描述中，当相关公知技术或配置的详细描述可能使本公开的主题晦涩时，将省略该详细描述。
另外，在以下描述中使用的术语是考虑根据本公开的实施方式获得的功能而定义的，并且可以根据用户或操作员的选择或常规实践来改变。因此，术语的定义应基于整个说明书的内容来确定。
燃料电池催化剂
本公开的一个方面是涉及一种燃料电池催化剂。在一个实施方式中，燃料电池催化剂包括：包含亚氧化钛(Ti4O7)和碳的载体；和负载在所述载体上的活性材料，所述活性材料包括铱(Ir)、钌(Ru)和钇(Y)。
载体
载体包括亚氧化钛和碳。当亚氧化钛(Ti4O7)和碳被包含作为载体的成分时，由于它们优异的导电性和耐腐蚀性，它们可以改善载体的耐久性，从而延长催化剂的寿命。
作为亚氧化钛，可以使用通过常规方法制备的亚氧化钛。在一个实施方式中，亚氧化钛(Ti4O7)可具有5至80m2/g的比表面积。在此条件下，催化剂可以具有优异的耐久性、结构稳定性和催化活性。
在一实施方式中，亚氧化钛的平均尺寸(d50)可以为10nm至10μm。尺寸可以是亚氧化钛的最大长度或直径。在该条件下，催化剂的电化学活性、可混溶性和分散性是优异的。
在一实施方式中，碳的比表面积可以为30至1500m2/g。在此条件下，催化剂可以具有优异的耐久性、结构稳定性和催化活性。
在一实施方式中，碳的平均尺寸(d50)可以为10nm至1μm。尺寸可以是碳的最大长度或直径。在此条件下，分散性、催化活性和电化学活性可以是优异的。
在一实施方式中，碳可包括炭黑、碳纳米管(CNT)、石墨、石墨烯、活性炭、中孔碳、碳纤维和碳纳米线中的一种或多种。
在一实施方式中，载体可包含100重量份的亚氧化钛和1至20重量份的碳。在此含量条件下，催化剂可以具有优异的导电性，同时具有优异的耐腐蚀性和耐久性。例如，载体可以包括100重量份的亚氧化钛和3至13重量份的碳。例如，基于100重量份的亚氧化钛，碳可以包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20重量份的量。
活性物质
在一实施方式中，活性物质可以由以下公式1表示：
[公式1]
IrRuaYb
其中a在1和5之间(1≤a≤5)，并且b在0.1和2之间(0.1≤b≤2)。
当铱(Ir)、钌(Ru)和钇(Y)满足以上公式1的条件时，它们可以稳定地负载在载体上，因此催化剂可以具有优异的稳定性和耐久性，并且改善催化剂的氢气氧化反应活性和析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)活性的效果可以是优异的。例如，在以上公式1中，a可以在3至4之间，并且b可以在0.3至0.6之间。
在一实施方式中，可以以1：0.5至1:20的重量比包括活性材料和载体。当它们以上述范围内的重量比被包括时，活性材料可以稳定地负载在载体上，因此催化剂的耐久性和稳定性可以是优异的。例如，可以以1：2至1：5的重量比包括所述活性材料和载体。
用于制造燃料电池催化剂的方法
本公开的另一方面涉及了一种用于制造燃料电池催化剂的方法。图2示出了根据本公开的一个实施方式的用于制造燃料电池催化剂的方法。如图2所示，用于制造燃料电池催化剂的方法包括以下步骤：(S10)制备第一混合物；(S20)制备第二混合物；(S30)制备中间体。更具体地，用于制造燃料电池催化剂的方法包括以下步骤：(S10)制备包含亚氧化钛、碳和溶剂的第一混合物；(S20)通过向第一混合物中加入铱(Ir)前体、钌(Ru)前体和钇(Y)前体来制备第二混合物；(S30)使用第二混合物制备中间体。
在下文中，将详细描述用于制造燃料电池催化剂的方法的每个步骤。
(S10)制备第一混合物的步骤
该步骤是制备包括亚氧化钛、碳和溶剂的第一混合物的步骤。该步骤中使用的亚氧化钛和碳可以与以上描述相同，因此省略其详细描述。
在一实施方式中，可以通过向溶剂中加入亚氧化钛和碳，然后进行超声分散来制备第一混合物。当进行超声分散时，亚氧化钛和碳可以均匀地分散，因此载体的结构稳定性可以是优异的。例如，超声分散可以持续1至60分钟。
在一实施方式中，溶剂可包括含羟基(-OH)的溶剂。例如，溶剂可以包括水、醇基溶剂或二醇基溶剂中的一种或多种。例如，溶剂可以包括水、异丙醇、甲醇、乙醇、乙二醇和丙二醇中的一种或多种。当使用满足该条件的溶剂时，亚氧化钛、碳和下文所述的前体的分散效率可以是优异的，电子束辐照时的还原效率可以是优异的。另外，使用水基溶剂可以具有优异的环境友好性。
在一实施方式中，溶剂可包含10至50vol％的水和50至90vol％的乙二醇。当使用满足该条件的溶剂时，亚氧化钛、碳和下文所述的前体的分散效率可以是优异的，电子束辐照时的还原效率可以是优异的。另外，使用水基溶剂可以具有优异的环境友好性。例如，溶剂可以包括30至50vol％的水和50至70vol％的乙二醇。
在一实施方式中，第一混合物可包含100重量份的亚氧化钛，1至20重量份的碳和100至1500重量份的溶剂。在此含量条件下，第一混合物的分散性，催化剂的活性和载体的耐久性可以是优异的。
(S20)制备第二混合物的步骤
该步骤是通过向第一混合物中添加铱(Ir)前体、钌(Ru)前体和钇(Y)前体来制备第二混合物的步骤。
对于铱前体，可以使用常规的铱前体。例如，铱前体可以包括硝酸铱、氯化铱、硫酸铱、乙酸铱、乙酰丙酮铱、氰酸铱和异丙氧基铱中的一种或多种。
对于钌前体，可以使用常规的钌前体。例如，钌前体可以包括氯化钌、乙酰丙酮钌和亚硝酰醋酸钌(ruthenium nitrosylacetate)中的一种或多种。
对于钇前体，可以使用常规的钇前体。例如，钇前体可以包括硝酸钇、氮化钇、乙酸钇、乙酰丙酮钇、氯化钇和氟化钇中的一种或多种。
在一实施方式中，可以以1：1～5：0.1～2的摩尔比加入铱(Ir)前体，钌(Ru)前体和钇(Y)前体。当以该摩尔比加入这些前体时，它们可以具有优异的分散性并且被稳定地负载在载体上，因此催化剂的稳定性和耐久性可以是优异的，且其改善催化剂的氢气氧化反应活性和析氧反应(OER)活性的效果可以是优异的。例如，可以以1：3～4：0.3～0.6的摩尔比添加这些前体。
在一实施方式中，第二混合物包括重量比为1：0.5至1:20的铱前体、钌前体和钇前体的总和以及亚氧化钛和碳的总和。当第二混合物包括在上述范围内的重量比的总和时，活性物质可以稳定地负载在载体上，因此催化剂的耐久性和稳定性可以是优异的。例如，可以包括重量比为1：2至1：5的总和。
在一实施方式中，第二混合物可以具有1至6的pH。在该pH值条件下，第二混合物的可分散性可以是优异的，并且在电子束辐照下第二混合物的还原效率可以是优异的。
(S30)制备中间体的步骤
该步骤是使用第二混合物制备中间体。
在一实施方式中，可以通过用电子束辐照第二混合物来制备中间体。当如上所述通过施加电子束辐照来制备中间体时，可以简化燃料电池催化剂的制造工艺，因此生产率和经济效率可以是优异的。另外，由于不使用化学还原剂，因此环境友好性可以是优异的。
在一实施方式中，可以通过用100至500keV的电子束辐照第二混合物来实施电子束辐照。在此条件下，第二混合物可以充分地还原以形成中间体。例如，第二混合物可以用200至400keV的电子束辐照1至60分钟。
在一实施方式中，可以通过用电子束辐照第二混合物，过滤被辐照的第二混合物，然后用蒸馏水洗涤第二混合物来制备中间体。
在本公开的其他实施方式中，该方法可以进一步包括对所制备的中间体进行热处理的步骤。在一实施方式中，可以在200至400℃的温度下对通过用电子束辐照第二混合物而制备的中间体加热来进行热处理。当在该条件下进行热处理时，可以进一步提高催化剂的活性和耐久性。
在其他实施方式中，可以通过在150至280℃的温度下热处理第二混合物来制备中间体。当在该范围内的温度下进行热处理时，催化剂的活性和耐久性可以是优异的。
包括燃料电池催化剂的电极
本公开的又一个方面涉及一种包括由制造所述燃料电池催化剂的方法制造的催化剂的电极，或者一种包括该燃料电池催化剂的电极。
包括燃料电池催化剂的燃料电池
本公开的又一个方面涉及一种包括由制造所述燃料电池催化剂的方法制造的催化剂的燃料电池，或一种包括该燃料电池催化剂的燃料电池。所述燃料电池可包括膜电极组件。
在一实施方式中，燃料电池包括膜电极组件，该膜电极组件包括：阴极；与阴极相对放置的阳极；和***阴极和阳极之间的电解质膜，其中阴极和阳极中的一个或多个可以包括根据本公开的燃料电池催化剂。例如，阳极可以包括燃料电池催化剂。在一实施方式中，燃料电池可以进一步包括气体扩散层，其形成在阴极和阳极中的每个的一个表面上。
气体扩散层可以由碳片或碳纸形成。气体扩散层可以使引入到膜电极组件中的氧气和燃料朝着催化剂扩散。
在一实施方式中，燃料电池可以是质子交换膜燃料电池，又名聚合物电解质膜燃料电池(polymer electrolyte membrane fuel cell,PEMFC)、磷酸燃料电池(phosphoricacid fuel cell,PAFC)或直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cell,DMFC)。
在下文中，将参考优选示例更详细地描述本公开的构造和效果。然而，这些示例被呈现为本公开的优选示例，不能以任何方式被解释为限制本公开的范围。本领域技术人员可以充分地并且技术地设想未描述的内容，因此这里将省略其描述。
实施例和比较例
实施例1
(1)第一混合物的制备：准备包括50vol％的水和50vol％的乙二醇的混合溶剂。100重量份的平均粒径为3.7μm的亚氧化钛(Ti4O7；CAS No.107372-98-5；Alfa Chemistry制造)、3.1重量份的平均粒径为32nm的碳(C-NERGYTRM Super C65；TIMCAL Ltd.制造)，和1000重量份的所述混合溶剂超声分散，从而制备第一混合物。
(2)第二混合物的制备：将铱(Ir)前体、钌(Ru)前体和钇(Y)前体以1：4：0.5的摩尔比添加到第一混合物中，从而制备第二混合物。第二混合物包括重量比为1：4的铱前体、钌前体和钇前体的总和以及亚氧化钛和碳的总和，第二混合物的pH值为1至6。
(3)中间体的制备：用200keV的电子束辐照第二混合物15分钟，过滤，然后用3L蒸馏水洗涤，从而制备中间体。
(4)热处理：在300℃下对中间体进行热处理，从而制造燃料电池催化剂。所制造的催化剂包括重量比为4：1的载体和负载在该载体上的活性材料(IrRu4Y0.5)，所述载体包括亚氧化钛和碳。
实施例2
除了在制备第一混合物中使用100重量份的亚氧化钛和5.3重量份的碳以外，以与实施例1相同的方式制造燃料电池催化剂。
实施例3
除了在制备第一混合物中使用100重量份的亚氧化钛和7.5重量份的碳以外，以与实施例1相同的方式制造燃料电池催化剂。
实施例4
除了在制备第一混合物中使用100重量份的亚氧化钛和9.9重量份的碳之外，以与实施例1相同的方式制造燃料电池催化剂。
比较例1
作为燃料电池催化剂，使用常规的铂/碳催化剂(包括19.7wt％的铂)(TKK有限公司，TEC10EA20E)。
比较例2
除了在制备第一混合物中不使用碳之外，以与实施例1相同的方式制造燃料电池催化剂。
比较例3
通过使用亚氧化钛(Ti4O7)作为载体，并以铂(Pt)作为活性物质的溶液还原法制造了包含重量比为4：1的Ti4O7和Pt的燃料电池催化剂。溶液还原法在基本条件下进行。
测试例
以下列方式评估实施例1至4和比较例1至3的燃料电池催化剂的性能。
(1)氢气氧化反应(hydrogen oxidation reaction,HOR)的评估：使用实施例1至4和比较例1至3的催化剂，制备多个旋转圆盘电极(rotating disk electrode,RDE)。具体地，将催化剂中的每个与Nafion全氟化离子交换树脂(Aldrich)混合并均质化以制备催化剂浆料，然后将其施加至玻璃碳电极，从而制造薄膜型电极。
氢气氧化反应的评估使用三电极***进行。使用用氢气饱和的0.1M高氯酸(HClO4)含水溶液作为电解质，铂箔作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极，跨电极施加恒定电压(0.08V vs.可逆氢电极(reversible hydrogen electrode,RHE))，在此状态下测量取决于每个电极的旋转速度的电流，通过Koutecky-Levich方程计算氢气氧化动力电流。相对于比较例1的催化剂，评估了实施例1至4以及比较例2和3的催化剂的氢气氧化动力电流(hydrogen oxidation kinetic current,HOR)活性，评估结果示于下表1。
[表1]
实施例 氢气氧化(HOR)动力电流活性(％)
实施例1 90.97
实施例2 91.75
实施例3 90.97
实施例4 91.58
比较例1 100
比较例2 87.33
比较例3 99.78
参考上面表1中的结果，可以看出，本公开的实施例1至4的催化剂具有比比较例2更好的氢气氧化反应性能，并且具有比比较例1和3更低的氢气氧化动力电流活性。
(2)析氧反应的评估：使用代表了实施例和比较例的实施例1至4和比较例1的催化剂，以与上述测试例相同的方式制备旋转圆盘电极(RDE)。
析氧反应的评估使用三电极***进行。使用用氮气饱和的0.1M高氯酸(HClO4)含水溶液作为电解质，铂箔作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极，通过线性扫描伏安法(linear sweep voltammetry,LSV)评估每种催化剂的析氧反应活性，在图3中示出评估结果。
参照图3中的结果，可以看到，实施例1至4的析氧反应活性优于比较例2的析氧反应活性。另外，比较例1和3的析氧反应活性太低而无法测定。
本领域技术人员可以容易地对本公开进行简单的修改或变型，并且可以认为所有这样的修改或变型都包括在本公开的范围内。

Claims (17)

1.一种燃料电池催化剂，包含：
包含亚氧化钛和碳的载体；和
负载在所述载体上的活性材料，所述活性材料包含铱(Ir)、钌(Ru)和钇(Y)。
2.根据权利要求1所述的燃料电池催化剂，其中，所述活性材料由以下公式1表示：
[公式1]
IrRuaYb
其中a在1和5之间(1≤a≤5)，并且b在0.1和2之间(0.1≤b≤2)。
3.根据权利要求1所述的燃料电池催化剂，其中，所述载体包含100重量份的所述亚氧化钛和1至20重量份的所述碳。
4.根据权利要求1所述的燃料电池催化剂，其中，以1：0.5至1:20的重量比包含所述活性材料和所述载体。
5.根据权利要求1所述的燃料电池催化剂，其中，所述碳包括炭黑、碳纳米管(CNT)、石墨、石墨烯、活性炭、中孔碳、碳纤维和碳纳米线中的一种或多种。
6.一种用于制造燃料电池催化剂的方法，其中，所述方法包括：
制备包括亚氧化钛、碳和溶剂的第一混合物；
通过向所述第一混合物中加入铱(Ir)前体、钌(Ru)前体和钇(Y)前体来制备第二混合物；和
使用所述第二混合物来制备中间体。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过将所述亚氧化钛和所述碳加入所述溶剂中，然后进行超声分散来制备所述第一混合物。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述溶剂包括水、异丙醇、甲醇、乙醇、乙二醇和丙二醇中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述溶剂包含10至50vol％的水和50至90vol％的乙二醇。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，以1∶1～5∶0.1～2的摩尔比添加铱(Ir)前体，钌(Ru)前体和钇(Y)前体。
11.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二混合物的pH值为1至6。
12.根据权利要求6所述方法，其中，通过用电子束辐照所述第二混合物来制备所述中间体。
13.根据权利要求12所述方法，其中，所述用电子束辐照是通过用100至500keV的电子束辐照所述第二混合物来进行。
14.根据权利要求12所述方法，其中，进一步包括在200至400℃的温度下热处理所制备的中间体。
15.根据权利要求6所述方法，其中，通过在150至280℃的温度下热处理所述第二混合物来制备所述中间体。
16.一种燃料电池电极，其中，包含根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池催化剂。
17.一种燃料电池，其中，包含根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池催化剂。
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