燃料电池用电极催化剂、其制法、膜电极组件和燃料电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103022518A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103022518A(43)申请公布日2013.04.03(21)申请号201210284613.3B01J23/62(2006.01)(22)申请日2012.08.10(30)优先权数据10-2011-00975712011.09.27KR(71)申请人三星电子株式会社地址韩国京畿道申请人三星SDI株式会社(72)发明人李康熙朴灿镐刘大钟晋善雅(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人金拟粲(51)Int.Cl.H01M4/90(2006.01)H01M8/02(2006.01)B01J23/44(2006.01)B01J23/46(2006.01)B01J23/89(2006.01)B01J23/656(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书1111页页附图附图66页(54)发明名称燃料电池用电极催化剂、其制法、膜电极组件和燃料电池(57)摘要用于燃料电池的电极催化剂、制备所述电极催化剂的方法、包括所述电极催化剂的膜电极组件和包括所述膜电极组件的燃料电池。所述用于燃料电池的电极催化剂包括包含具有氧还原活性的贵金属和13族元素的结晶催化剂颗粒，其中所述13族元素存在于所述结晶催化剂颗粒的晶胞中。CN103258ACN103022518A权利要求书1/2页1.用于燃料电池的电极催化剂，所述电极催化剂包括包含具有氧还原活性的贵金属和13族元素的结晶催化剂颗粒，其中所述13族元素存在于所述结晶催化剂颗粒的晶胞中。2.权利要求1的电极催化剂，其中所述贵金属包括钯(Pd)、铱(Ir)、金(Au)、铂(Pt)、铼(Re)、锇(Os)、钌(Ru)、铑(Rh)和银(Ag)的至少一种。3.权利要求1的电极催化剂，其中所述贵金属包括钯(Pd)。4.权利要求1的电极催化剂，其中所述贵金属包括铂(Pt)。5.权利要求1的电极催化剂，其中所述13族元素包括硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)的至少一种6.权利要求1的电极催化剂，其中所述13族元素包括硼(B)和铟(In)的至少一种。7.权利要求1的电极催化剂，进一步包括过渡金属，所述过渡金属包括钴(Co)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)、锰(Mn)、铈(Ce)和钛(Ti)的至少一种。8.权利要求7的电极催化剂，其中所述过渡金属包括钴(Co)、铜(Cu)和锰(Mn)的至少一种。9.权利要求1的电极催化剂，其中所述电极催化剂满足以下方程式1~3的至少一个：<方程式1><方程式2><方程式3>D2(X)>D1(X)D2(Y)>D1(Y)D2(Z)>D1(Z)在方程式1~3中，D2(X)、D2(Y)和D2(Z)分别表示所述结晶催化剂颗粒的晶胞的彼此平行的晶面之间的距离之中与X轴、Y轴和Z轴平行的距离，和D1(X)、D1(Y)和D1(Z)分别表示第一催化剂颗粒的晶胞的彼此平行的晶面之间的距离之中与X轴、Y轴和Z轴平行的距离，其中所述第一催化剂颗粒具有与所述结晶催化剂颗粒相同的结构，除了其中不包含所述13族元素之外。10.权利要求1的电极催化剂，其中所述电极催化剂满足以下方程式4：<方程式4>A2>A1在方程式4中，A2为所述结晶催化剂颗粒的晶格常数，且A1为除了其中不包含所述13族元素之外具有与所述结晶催化剂颗粒相同的结构的第一催化剂颗粒的晶格常数。11.权利要求1的电极催化剂，进一步包括碳质载体。12.权利要求1的电极催化剂，其中基于100重量份的所述电极催化剂，所述13族元素的量在0.001~20重量份的范围内。13.制备用于燃料电池的电极催化剂的方法，该方法包括：提供包含具有氧还原活性的贵金属的前体和13族元素的前体的混合物；和将所述混合物中的所述前体还原以形成用于燃料电池中并包括包含具有氧还原活性的贵金属和13族元素的结晶催化剂颗粒的电极催化剂，其中所述13族元素存在于所述结晶催化剂颗粒的晶胞中。14.权利要求13的方法，其中所述13族元素的前体包括氯化物、氮化物、氰化物、硫化物、溴化物、硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐、氧化物、氢氧化物、含氧酸盐和烃氧基化物的至少一种，其各自包含所述13族元素。2CN103022518A权利要求书2/2页15.权利要求13的方法，其中所述混合物进一步包含碳质载体。16.权利要求13的方法，其中所述混合物进一步包含基于二醇的溶剂和基于醇的溶剂的至少一种。17.用于燃料电池的膜电极组件，所述膜电极组件包括：阴极；面对所述阴极设置的阳极；和介于所述阴极与所述阳极之间的电解质膜，其中所述阴极和所述阳极的至少一个包括权利要求1-16任一项的电极催化剂。18.权利要求17的膜电极组件，其中所述阴极包括所述电极催化剂。19.包括权利