RU2572106C1 - Method for manufacture of water-repelling catalyst for fuel-cell elements - Google Patents
Method for manufacture of water-repelling catalyst for fuel-cell elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572106C1 RU2572106C1 RU2014135445/07A RU2014135445A RU2572106C1 RU 2572106 C1 RU2572106 C1 RU 2572106C1 RU 2014135445/07 A RU2014135445/07 A RU 2014135445/07A RU 2014135445 A RU2014135445 A RU 2014135445A RU 2572106 C1 RU2572106 C1 RU 2572106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- hydrophobized
- water
- manufacturing
- fluoroplastic
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое техническое решение относится к области прямого преобразования химической энергии в электрическую и может быть использовано при изготовлении топливных элементов (ТЭ).The claimed technical solution relates to the field of direct conversion of chemical energy into electrical energy and can be used in the manufacture of fuel cells (FC).
Известен способ изготовления гидрофобизированного катализатора для электродов топливных элементов, заявленный в патенте США №4233181 «Автоматизированное изготовление катализатора для производства электрода для топливных элементов» (кл. МПК H01M 4/88, дата приоритета 30.05.1979) [1]. В соответствии с патентом гидрофобизированный катализатор получают в виде гранул из смеси политетрафторэтилена и катализатора с содержанием катализатора 40-70% мас. (предпочтительно 50-60% мас.). В качестве катализатора применяют частицы графита, покрытые активным материалом, например, платиной. Смесь гидрофобного связующего и катализатора в виде суспензии нагревают для получения хлопьевидного осадка. Вместо нагревания в суспензию можно вводить хлопьеобразующие вещества. Суспензию отфильтровывают и сушат при температуре, меньшей 65,6°C (предпочтительно меньшей 49°C). Отмечается, что при сушке при более высоких температурах ухудшается возможность измельчения гидрофобизированного катализатора. Перед нанесением катализатора на подложки электродов гранулы измельчают в порошок с размером частиц, меньшим 5 мкм.A known method of manufacturing a hydrophobized catalyst for fuel cell electrodes, as claimed in US patent No. 4233181 "Automated manufacture of a catalyst for the production of an electrode for fuel cells" (CL IPC H01M 4/88, priority date 05/30/1979) [1]. In accordance with the patent, a hydrophobized catalyst is obtained in the form of granules from a mixture of polytetrafluoroethylene and a catalyst with a catalyst content of 40-70% wt. (preferably 50-60% wt.). As a catalyst, graphite particles coated with an active material, for example, platinum, are used. The mixture of hydrophobic binder and catalyst in the form of a suspension is heated to obtain a flocculent precipitate. Instead of heating, flocculation agents can be added to the suspension. The suspension is filtered off and dried at a temperature of less than 65.6 ° C (preferably less than 49 ° C). It is noted that when drying at higher temperatures, the possibility of grinding a hydrophobized catalyst is worsened. Before applying the catalyst to the electrode substrates, the granules are pulverized to a particle size of less than 5 microns.
Недостаток аналога заключается в том, что он неприменим в случае тонкодисперсных суспензий фторопласта (наиболее эффективных гидрофобизаторов), так как они в значительном количестве содержат стабилизаторы, предотвращающие самопроизвольную коагуляцию и/или флоккуляцию суспензий. Стабилизаторы являются поверхностно-активными веществами (ПАВ), как правило, высокомолекулярными органическими соединениями. Известно, что присутствие ПАВ в электродах ТЭ недопустимо даже в незначительных количествах из-за их отравляющего действия на катализатор. Данный способ не предусматривает их удаление из гидрофобизированного катализатора при изготовлении электродов, по-видимому, из-за использования малоэффективного, состоящего из крупных частиц фторопласта, не нуждающегося в стабилизаторе.The disadvantage of the analogue is that it is not applicable in the case of finely dispersed fluoroplastic suspensions (the most effective water repellents), since they contain stabilizers in a significant amount that prevent spontaneous coagulation and / or flocculation of suspensions. Stabilizers are surface-active substances (surfactants), as a rule, high molecular weight organic compounds. It is known that the presence of surfactants in the FC electrodes is unacceptable even in small quantities due to their toxic effect on the catalyst. This method does not provide for their removal from the hydrophobized catalyst in the manufacture of electrodes, apparently due to the use of ineffective, consisting of large particles of fluoroplastic, not requiring a stabilizer.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению и, поэтому, выбранным в качестве прототипа является патент США «Высокоэффективные электроды для щелочных топливных элементов» №5480735 (кл. МПК H01M 4/86, дата приоритета 29.03.1994) [2]. В соответствии с этим изобретением электроды для топливного элемента с щелочным электролитом содержат гидрофобизированный катализатор, а также гидрофильные, в основном каталитически неактивные частицы, образующие сеть гидрофильных пор, обеспечивающих разветвленную подачу жидкого электролита ко всем частицам катализатора. В качестве возможных материалов катализаторов перечисляются платина, золото, серебро, иридий, родий и их сплавы.Closest to the claimed technical solution and, therefore, selected as a prototype is the US patent "High-performance electrodes for alkaline fuel cells" No. 5480735 (CL IPC H01M 4/86, priority date 03/29/1994) [2]. In accordance with this invention, the electrodes for a fuel cell with an alkaline electrolyte contain a hydrophobized catalyst, as well as hydrophilic, mainly catalytically inactive particles, forming a network of hydrophilic pores, providing a branched supply of liquid electrolyte to all catalyst particles. Possible catalyst materials include platinum, gold, silver, iridium, rhodium and their alloys.
Гидрофобизированный катализатор в прототипе получается флоккуляцией водной дисперсии частиц катализатора и гидрофобной связки.The hydrophobized catalyst in the prototype is obtained by flocculation of an aqueous dispersion of catalyst particles and a hydrophobic binder.
В качестве гидрофильных, в основном каталитически неактивных частиц, перечисляются оксид никеля, титанат калия, платина, золото, серебро, иридий, родий, а также сплавы платины, золота, серебра, иридия и родия.Nickel oxide, potassium titanate, platinum, gold, silver, iridium, rhodium, as well as alloys of platinum, gold, silver, iridium, and rhodium are listed as hydrophilic, mainly catalytically inactive particles.
Гидрофильные, в основном каталитически неактивные частицы, вводятся в водную сфолликулировавшую дисперсию частиц катализатора и гидрофобной связки. Смесь отфильтровывается и используется для изготовления электрода.Hydrophilic, mainly catalytically inactive particles are introduced into an aqueous follicular dispersion of catalyst particles and a hydrophobic binder. The mixture is filtered and used to make the electrode.
В примере осуществления патента в качестве флоккулирующих агентов указаны ионы алюминия и регулирование pH.In an embodiment of the patent, aluminum ions and pH control are indicated as flocculating agents.
Недостатки известного кислородного электрода заключаются в следующем.The disadvantages of the known oxygen electrode are as follows.
Во-первых, для обеспечения сети гидрофильных пор требуется введение в состав активного слоя специальных гидрофильных частиц, что усложняет и удорожает технологию изготовления электродов.Firstly, to provide a network of hydrophilic pores, the introduction of special hydrophilic particles into the active layer is required, which complicates and increases the cost of the electrode manufacturing technology.
Во-вторых, также как и в первом аналоге, в патенте не заявляются какие-либо процедуры по удалению из электродов стабилизатора суспензии фторопласта. Выше уже отмечалось, что для эффективной гидрофобизации целесообразно использовать мелкодисперсный фторопласт в виде суспензии, в которую необходимо вводить стабилизатор для предотвращения самопроизвольной флоккуляции мелкодисперсного фторопласта. В патенте [2] не приводятся данные о размере частиц использованного фторопласта. Однако отсутствие сведений о наличии процедур по удалению стабилизатора позволяет предположить, что использовался фторопласт с весьма большим размером частиц.Secondly, as well as in the first analogue, the patent does not declare any procedure for removing fluoroplastic suspension from the stabilizer electrodes. It has already been noted above that for effective hydrophobization, it is advisable to use finely dispersed fluoroplastic in the form of a suspension into which it is necessary to introduce a stabilizer to prevent spontaneous flocculation of finely dispersed fluoroplastic. The patent [2] does not provide data on the particle size of the used fluoroplastic. However, the lack of information about the existence of procedures for removing the stabilizer suggests that fluoroplastic with a very large particle size was used.
Задачей заявляемого технического решения является упрощение и удешевление технологии изготовления гидрофобизированного катализатора, не подверженного отравлению каталитическими ядами и позволяющего при его использовании в изготовлении электродов получить топливные элементы с высокой электрохимической активностью.The objective of the proposed technical solution is to simplify and reduce the cost of manufacturing a hydrophobized catalyst that is not prone to poisoning by catalytic poisons and allows one to obtain fuel cells with high electrochemical activity when used in the manufacture of electrodes.
Решение поставленной задачи заключается в том, что в известном способе получения гидрофобизированного катализатора, включающем флоккуляцию водной дисперсии частиц катализатора и гидрофобной связки путем добавления флоккулирующих агентов, фильтрацию, высушивание, термообработку и измельчение, согласно заявляемому способу изготовления гидрофобизированного катализатора электродов топливного элемента, гидрофобизацию катализатора проводят в две стадии: на первой стадии флоккулируют (агрегируют) гидрофобизатор, а на второй - коагулируют (также агрегируют, но по другому механизму) катализатор.The solution of this problem lies in the fact that in the known method of producing a hydrophobized catalyst, including flocculation of an aqueous dispersion of catalyst particles and a hydrophobic binder by adding flocculating agents, filtering, drying, heat treatment and grinding, according to the claimed method of manufacturing a hydrophobized catalyst of fuel cell electrodes, hydrophobization of the catalyst is carried out in two stages: at the first stage, the water repellent is flocculated (aggregated), and at the second stage, coagulation ute (also aggregate, but by a different mechanism) the catalyst.
Флоккуляцию водной дисперсии частиц катализатора и гидрофобной связки осуществляют, используя в качестве исходных материалов катализатор, находящийся в неактивной, не подверженной отравлению форме, например, диоксид платины, и мелкодисперсную, стабилизированную водную суспензию гидрофобизатора, например, суспензию фторопласта, что позволяет получать высокоэффективные электроды топливных элементов и отказаться от введения в электроды специальных гидрофильных частиц. Наличие гидрофильного катализатора, находящегося в неактивной форме, обеспечивает создание сети гидрофильных пор для разветвленной подачи жидкого электролита ко всем частицам катализатора.Flocculation of an aqueous dispersion of catalyst particles and a hydrophobic binder is carried out using, as starting materials, a catalyst in an inactive, non-poisonous form, for example, platinum dioxide, and a finely dispersed, stabilized aqueous suspension of a hydrophobizing agent, for example, a fluoroplastic suspension, which makes it possible to obtain highly efficient fuel electrodes elements and refuse to introduce special hydrophilic particles into the electrodes. The presence of a hydrophilic catalyst in an inactive form ensures the creation of a network of hydrophilic pores for the branched supply of liquid electrolyte to all catalyst particles.
ПримерExample
Согласно заявляемому техническому решению флоккуляция проводится в две стадии. На первой стадии флоккулируется гидрофобизатор, например, фторопласт. При этом образующиеся флоккулы фторопласта захватывают некоторую часть катализатора. Частицы захваченного катализатора образуют сеть гидрофильных пор внутри флоккул фторопласта, улучшающих диффузионный транспорт электролита в электроде.According to the claimed technical solution, flocculation is carried out in two stages. At the first stage, a hydrophobizing agent, for example, fluoroplast, is flocculated. In this case, the fluoroplastic flocs formed capture some of the catalyst. The trapped catalyst particles form a network of hydrophilic pores inside the fluoroplastic flocculi, which improve the diffusion transport of the electrolyte in the electrode.
На второй стадии коагулируется катализатор, находящийся в неактивной форме, например, диоксид платины (PtO2·nH2O). В результате коагуляции частицы диоксида платины осаждаются на агломератах частиц фторопласта. При последующей термообработке частицы PtO2·nH2O прочно фиксируются (припекаются) на фторопласте, что обеспечивает высокую удельную поверхность активной формы катализатора (металлической платины) после восстановления диоксида платины.In the second stage, a catalyst in the inactive form is coagulated, for example, platinum dioxide (PtO 2 · nH 2 O). As a result of coagulation, platinum dioxide particles are deposited on agglomerates of fluoroplastic particles. In the subsequent heat treatment, PtO 2 · nH 2 O particles are firmly fixed (baked) on the fluoroplastic, which provides a high specific surface area of the active form of the catalyst (platinum metal) after reduction of platinum dioxide.
Экспериментально было установлено, что использование катализатора в неактивной форме в процессе его гидрофобизации, а впоследствии и при изготовлении электродов (топливных элементов и батарей) позволяет гарантированно избежать его отравления.It was experimentally found that the use of a catalyst in an inactive form during its hydrophobization, and subsequently in the manufacture of electrodes (fuel cells and batteries), can guarantee its avoidance.
С этой целью согласно заявляемому способу готовится смешанная водная суспензия гидрофобизатора и катализатора. В качестве исходного гидрофобизирующего материала используется отечественная водная суспензия фторопласта Ф-4д (ТУ 6-05-1246-81) [3], стабилизированная полиоксиэтиленовым эфиром изооктилфенола (его содержание в суспензии от 9 до 12% мас.) Размер частиц фторопласта в суспензии от 0,1 до 0,3 мкм. В качестве катализатора, находящегося в неактивной форме, используется диоксид платины (PtO2·nH2O) с удельной поверхностью от 100 до 130 м2/г.For this purpose, according to the claimed method, a mixed aqueous suspension of a hydrophobizing agent and a catalyst is prepared. As the initial hydrophobizing material, we use a domestic aqueous suspension of F-4d fluoroplast (TU 6-05-1246-81) [3] stabilized with isooctylphenol polyoxyethylene ether (its content in the suspension is from 9 to 12% by weight). The size of the fluoroplastic particles in the suspension is from 0.1 to 0.3 microns. Inactive catalyst is platinum dioxide (PtO 2 · nH 2 O) with a specific surface area of 100 to 130 m 2 / g.
Флоккуляция частиц фторопласта на первой стадии осуществляется с помощью органических веществ: низкоатомных спиртов или кетонов (предпочтительно этанола или ацетона). Коагуляция частиц PtO2·nH2O (вторая стадия) осуществляется с помощью неорганических веществ, хорошо диссоциирующих в водных растворах и одновременно являющихся сильными окислителями (последнее необходимо для окисления стабилизатора водной суспензии фторопласта). Такими веществами являются, например, азотная кислота и нитраты щелочных металлов, например, калия, натрия, лития. Образовавшиеся в результате диссоциации ионы вызывают коагуляцию частиц PtO2·nH2O, а сильные окислительные свойства анионов обуславливают окисление стабилизатора в стабилизированной водной суспензии фторопласта Ф-4д, что впоследствии позволяет легко удалить его отмывкой водой. Эксперименты показали, что окисление стабилизатора на стадии гидрофобизации в водной среде является необходимым условием. В противном случае при последующей термообработке, требующейся для прочной фиксации частиц платины на флоккулах фторопласта и обеспечения механической прочности активного слоя электрода, стабилизатор способен восстанавливать диоксид платины. Процесс восстановления протекает неконтролируемо в виде горения, приводящего к термической деструкции фторопласта, а образовавшаяся в результате его металлическая платина имеет удельную поверхность менее 1 м2/г и не пригодна к использованию в качестве катализатора.Flocculation of fluoroplastic particles in the first stage is carried out using organic substances: low-atomic alcohols or ketones (preferably ethanol or acetone). Coagulation of PtO 2 · nH 2 O particles (the second stage) is carried out using inorganic substances that dissociate well in aqueous solutions and at the same time are strong oxidizing agents (the latter is necessary for the oxidation of the stabilizer of an aqueous suspension of fluoroplastic). Such substances are, for example, nitric acid and nitrates of alkali metals, for example, potassium, sodium, lithium. The ions formed as a result of dissociation cause coagulation of PtO 2 · nH 2 O particles, and the strong oxidizing properties of the anions determine the oxidation of the stabilizer in a stabilized aqueous suspension of F-4d fluoroplast, which subsequently makes it easy to remove by washing with water. The experiments showed that the oxidation of the stabilizer at the stage of hydrophobization in an aqueous medium is a necessary condition. Otherwise, during the subsequent heat treatment, which is required to firmly fix platinum particles on the fluorocides of the fluoroplastic and to ensure the mechanical strength of the active layer of the electrode, the stabilizer is able to restore platinum dioxide. The recovery process proceeds uncontrollably in the form of combustion, leading to thermal degradation of the fluoroplastic, and the resulting metal platinum has a specific surface area of less than 1 m 2 / g and is not suitable for use as a catalyst.
Экспериментально были определены оптимальные условия проведения процесса гидрофобизации катализатора и формирования активного слоя электродов.The optimal conditions for carrying out the process of hydrophobization of the catalyst and the formation of the active layer of electrodes were experimentally determined.
При проведении первой стадии гидрофобизации (флоккуляции) с помощью ацетона его объем должен составлять от 40 до 120% от объема исходной стабилизированной водной суспензии фторопласта Ф-4д. Если объем менее 40% об., флоккуляция частиц фторопласта проходит не полностью, а при 120% об. гарантировано полное агломерирование частиц фторопласта в виде флоккул. Флоккуляция осуществлялась в интервале температур от 0 до 55°C. При температурах, меньших 0°C, водная суспензия замерзает, а при температурах, больших 55°C, наблюдались случаи восстановления PtO2·nH2O до металлической платины ацетоном.During the first stage of hydrophobization (flocculation) using acetone, its volume should be from 40 to 120% of the volume of the initial stabilized aqueous suspension of F-4d fluoroplast. If the volume is less than 40% vol., Flocculation of fluoroplastic particles does not pass completely, but at 120% vol. full agglomeration of fluoroplastic particles in the form of flocculi is guaranteed. Flocculation was carried out in the temperature range from 0 to 55 ° C. At temperatures lower than 0 ° C, the aqueous suspension freezes, and at temperatures higher than 55 ° C, there have been cases of reduction of PtO 2 · nH 2 O to acetone metal.
При проведении второй стадии гидрофобизации катализатора (коагуляции частиц диоксида платины) при помощи азотной кислоты (HNO3) было установлено, что для коагуляции 1 г PtO2·nH2O необходимо ввести в суспензию от 0,6 до 1,2 см3 концентрированной кислоты. При величине, меньшей 0,6 см, коагуляция проходит не полностью, а большей 1,2 см3 гарантирует полное осаждение диоксида платины.During the second stage of hydrophobization of the catalyst (coagulation of particles of platinum dioxide) with nitric acid (HNO 3 ), it was found that for coagulation of 1 g of PtO 2 · nH 2 O, it is necessary to introduce from suspension 0.6 to 1.2 cm 3 of concentrated acid . When the value is less than 0.6 cm, the coagulation is not complete, but more than 1.2 cm 3 guarantees the complete precipitation of platinum dioxide.
Для удаления следовых остатков стабилизатора суспензии фторопласта и фиксации частиц PtO2·nH2O на флоккулах фторопласта гидрофобизированный катализатор после отмывки и сушки подвергается термообработке при температуре от 360 до 380°C (температуре спекания фторопласта Ф-4д) в окислительной атмосфере.To remove trace traces of a stabilizer of a fluoroplastic suspension and fixation of PtO 2 · nH 2 O particles on fluoroplastic floccules, the hydrophobized catalyst is subjected to heat treatment after washing and drying at a temperature of 360 to 380 ° C (sintering temperature of fluoroplastic F-4d) in an oxidizing atmosphere.
Были изготовлены две двадцатиграммовые (по диоксиду платины) порции гидрофобизированного катализатора с использованием стабилизированной водной суспензии фторопласта Ф-4д, содержащей 55% мас. фторопласта и 11% мас. полиоксиэтиленового эфира изооктилфенола, и PtO2·nH2O с удельной поверхностью 120 м2/г. Количество стабилизированной водной суспензии фторопласта бралось из расчета обеспечения его 20%-ного (по массе) содержания в гидрофобизированном катализаторе. Флоккуляция фторопласта была проведена ацетоном, объем которого составлял 80% об. от объема стабилизированной водной суспензии фторопласта. Коагуляция гидроксида платины была проведена азотной кислотой из расчета 1 объем концентрированной азотной кислоты на 1 г PtO2·nH2O. Общий объем порции стабилизированной водной суспензии равнялся двум литрам. Обе операции были проведены при комнатной температуре. После высушивания полученной массы гидрофобизированного катализатора она была подвергнута термообработке при температуре 380°C, а затем измельчена до гранул со средним размером 0,06 мм.Two twenty-gram (platinum dioxide) portions of a hydrophobized catalyst were prepared using a stabilized aqueous suspension of F-4d fluoroplast containing 55% wt. fluoroplastic and 11% wt. isooctylphenol polyoxyethylene ether, and PtO 2 · nH 2 O with a specific surface area of 120 m 2 / g. The amount of stabilized aqueous fluoroplastic suspension was taken from the calculation of its 20% (by weight) content in the hydrophobized catalyst. Fluoroplastic flocculation was carried out with acetone, the volume of which was 80% vol. from the volume of stabilized aqueous suspension of fluoroplastic. Coagulation of platinum hydroxide was carried out with nitric acid at the rate of 1 volume of concentrated nitric acid per 1 g of PtO 2 · nH 2 O. The total volume of a portion of the stabilized aqueous suspension was two liters. Both operations were performed at room temperature. After drying the obtained mass of hydrophobized catalyst, it was subjected to heat treatment at a temperature of 380 ° C, and then crushed to granules with an average size of 0.06 mm.
С использованием полученного катализатора были изготовлены кислородные и водородные электроды площадью 176 см2. Электродами была укомплектована 66-элементная батарея топливных элементов с матричным электролитом. Восстановление гидроксида платины до металлической платины было проведено в составе батареи водородом. Батарея топливных элементов была испытана при температуре 98°C, концентрации электролита (водного раствора гидроксида калия) 43% мас. давлении водорода 0,40 МПа и кислорода 0,42 МПа. Результаты испытаний приведены в таблице в виде зависимости напряжения усредненного элемента от плотности тока нагрузки.Using the obtained catalyst, oxygen and hydrogen electrodes with an area of 176 cm 2 were manufactured. Electrodes were equipped with a 66-cell matrix-electrolyte fuel cell battery. The reduction of platinum hydroxide to platinum metal was carried out in the composition of the battery with hydrogen. The battery of fuel cells was tested at a temperature of 98 ° C, the concentration of the electrolyte (aqueous solution of potassium hydroxide) 43% wt. hydrogen pressure of 0.40 MPa and oxygen of 0.42 MPa. The test results are shown in the table in the form of the dependence of the voltage of the averaged element on the load current density.
Предложенное техническое решение позволило упростить и удешевить технологию изготовления гидрофобизированного катализатора за счет отказа от специальных гидрофильных частиц, гарантированно исключить возможность отравления катализатора каталитическими ядами как на операциях его приготовления, так и при изготовлении электродов, топливных элементов и батарей. Топливные элементы с электродами, содержащими гидрофобизированный катализатор, изготовленный по заявляемому способу, обладают высокими удельными характеристиками. Это позволяет использовать их не только в стационарных энергоустановках, но также в космосе, авиации и подводных аппаратах.The proposed technical solution made it possible to simplify and reduce the cost of manufacturing a hydrophobized catalyst due to the rejection of special hydrophilic particles, guaranteed to exclude the possibility of poisoning the catalyst with catalytic poisons both during its preparation and in the manufacture of electrodes, fuel cells and batteries. Fuel cells with electrodes containing a hydrophobized catalyst manufactured by the present method have high specific characteristics. This allows you to use them not only in stationary power plants, but also in space, aviation and underwater vehicles.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №4233181 «Автоматизированное изготовление катализатора для производства электрода для топливных элементов» (кл. МПК H01M 4/88, дата приоритета 30.05.1979).1. US patent No. 4233181 "Automated manufacture of a catalyst for the production of an electrode for fuel cells" (CL IPC H01M 4/88, priority date 05/30/1979).
2. Патент США «Высокоэффективные электроды для щелочных топливных элементов» №5480735 (кл. МПК H01M 4/86, дата приоритета 29.03.1994).2. US patent "High-performance electrodes for alkaline fuel cells" No. 5480735 (class IPC H01M 4/86, priority date 03/29/1994).
3. ТУ 6-05-1246 81 «Суспензии фторопластовые».3. TU 6-05-1246 81 "Fluoroplastic suspensions."
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014135445/07A RU2572106C1 (en) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Method for manufacture of water-repelling catalyst for fuel-cell elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014135445/07A RU2572106C1 (en) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Method for manufacture of water-repelling catalyst for fuel-cell elements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2572106C1 true RU2572106C1 (en) | 2015-12-27 |
Family
ID=55023481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014135445/07A RU2572106C1 (en) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Method for manufacture of water-repelling catalyst for fuel-cell elements |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2572106C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4233181A (en) * | 1979-05-30 | 1980-11-11 | United Technologies Corporation | Automated catalyst processing for cloud electrode fabrication for fuel cells |
| JPS5727136A (en) * | 1980-07-26 | 1982-02-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Catalyst for water producing reaction |
| RU2025003C1 (en) * | 1992-06-05 | 1994-12-15 | Государственное научно-производственное предприятие "Квант" | Process of manufacture of gas cell for chemical current source |
| US5480735A (en) * | 1990-06-25 | 1996-01-02 | International Fuel Cells Corporation | High current alkaline fuel cell electrodes |
| RU2074459C1 (en) * | 1995-03-30 | 1997-02-27 | Научно-производственный комплекс источников тока "Альтэн" | Electrochemical cell gas-diffusion electrode |
| EP2684602A1 (en) * | 2006-09-22 | 2014-01-15 | Bar Ilan University | Porous clusters of silver powder promoted by zirconium oxide for use as a catalyst in gas diffusion electrodes, and uses thereof |
| RU136926U1 (en) * | 2013-07-16 | 2014-01-20 | Открытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" | OXYGEN ALKALINE FUEL CELL |
-
2014
- 2014-08-29 RU RU2014135445/07A patent/RU2572106C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4233181A (en) * | 1979-05-30 | 1980-11-11 | United Technologies Corporation | Automated catalyst processing for cloud electrode fabrication for fuel cells |
| JPS5727136A (en) * | 1980-07-26 | 1982-02-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Catalyst for water producing reaction |
| US5480735A (en) * | 1990-06-25 | 1996-01-02 | International Fuel Cells Corporation | High current alkaline fuel cell electrodes |
| RU2025003C1 (en) * | 1992-06-05 | 1994-12-15 | Государственное научно-производственное предприятие "Квант" | Process of manufacture of gas cell for chemical current source |
| RU2074459C1 (en) * | 1995-03-30 | 1997-02-27 | Научно-производственный комплекс источников тока "Альтэн" | Electrochemical cell gas-diffusion electrode |
| EP2684602A1 (en) * | 2006-09-22 | 2014-01-15 | Bar Ilan University | Porous clusters of silver powder promoted by zirconium oxide for use as a catalyst in gas diffusion electrodes, and uses thereof |
| RU136926U1 (en) * | 2013-07-16 | 2014-01-20 | Открытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" | OXYGEN ALKALINE FUEL CELL |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102569084B1 (en) | An electrocatalyst composition comprising a noble metal oxide supported on tin oxide | |
| EP3617146B1 (en) | Linear porous titanium dioxide material and preparation and use thereof | |
| JP5199575B2 (en) | Noble metal oxide catalysts for water electrolysis | |
| US10738387B2 (en) | Electrochemical cell containing a graphene coated electrode | |
| JP4463522B2 (en) | Electrode catalyst fine particles, electrode catalyst fine particle dispersion, and method for producing electrode catalyst fine particle dispersion | |
| JP4934799B2 (en) | Platinum-carbon composite comprising sponge-like platinum nanosheet supported on carbon and method for producing the same | |
| KR20160047045A (en) | Catalytic materials and electrodes for oxygen evolution, and systems for electrochemical reaction | |
| CN108779562A (en) | Metal-doped tin oxide for electro-catalysis application | |
| KR20160128951A (en) | Catalytic materials and electrodes for oxygen evolution, and systems for electrochemical reaction | |
| EP3725746A1 (en) | Manganese oxide for water decomposition catalysts, manganese oxide-carbon mixture, manganese oxide composite electrode material, and respective methods for producing these materials | |
| JP2003157857A (en) | Electrode catalyst body for fuel cell, air electrode for fuel cell using it, and evaluating method of its catalystic activity | |
| JP5365231B2 (en) | Method for producing conductive oxide carrier | |
| JP6635976B2 (en) | Electrode catalyst for fuel cell and method for producing the same | |
| RU2572106C1 (en) | Method for manufacture of water-repelling catalyst for fuel-cell elements | |
| Takimoto et al. | Lateral Size Effects of Two-dimensional IrO2 Nanosheets towards the Oxygen Evolution Reaction Activity | |
| Taei et al. | Electrocatalytic oxidation of ethanol on a glassy carbon electrode modified with a gold nanoparticle-coated hydrolyzed CaFe–Cl layered double hydroxide in alkaline medium | |
| JP2010114020A (en) | Manufacturing method of polyelectrolyte membrane, the polyelectrolyte membrane, and solid polymer fuel cell | |
| CN104037427B (en) | A kind of preparation method of high active core shell structure catalyst and application thereof | |
| RU2446009C1 (en) | Method of preparing platinum-ruthenium electrocatalysts | |
| JP2006346571A (en) | Method for manufacturing platinum catalyst for fuel cell | |
| CN104362353B (en) | Preparation method and application of direct methanol fuel cell active material | |
| JP4716825B2 (en) | Manufacturing method of gas diffusion electrode | |
| CN103687683A (en) | Surfactant removal from palladium nanoparticles | |
| JP2013114901A (en) | Manufacturing method for catalyst layer for fuel cell and catalyst layer for fuel cell | |
| Khalaf et al. | Novel electrocatalysts for ethylene glycol oxidation based on functionalized phosphates of bimetals Mn/Ni: Morphology, crystallinity, and electrocatalytic performance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190830 |