1.本發明屬于電池催化劑設計制備技術領域，尤其屬于電池催化劑用功能化碳載體技術領域，涉及新能源材料與在燃料電池汽車的應用領域，具體涉及一種氫燃料電池用功能化碳載體、制備方法及使用該功能化碳載體的氫燃料電池催化劑。
背景技術：
2.氫燃料電池作為一種綠色無污染的終極能源供應系統備受關注，在車用燃料電池領域具有巨大應用前景。目前氫燃料電池商用催化劑多為鉑碳催化劑；但現有鉑碳催化劑在耐久性方面存在明顯不足，還因為受限于陰極較高的氧還原過電位，催化劑的活性很難發揮出來，同時，貴金屬鉑材料的稀缺性及高昂的成本也是制約發展的因素之一；以上因素導致了燃料電池的商業化推廣應用進展緩慢；因此，提升催化劑的耐久性、催化活性以及貴金屬利用率成為解決燃料電池商業化應用痛點的關鍵。
3.在過去的幾十年中，學術界及產業界一直在致力于開發新型電催化劑，提升其催化劑的活性、耐久性及貴金屬利用率。提升策略一般以下四個方面入手，如載體材料(非炭材料、新結構/組分碳材料)、活性組分(合金、核殼)、制備方法(晶面控制、形貌控制)、催化劑后處理(引入官能團、活性粒子處理)等，其中，碳載體的改性以操作可行性強且易于批量化制備而備受關注。
4.以氮功能化為例，通過理論和實驗證實了碳載體上氮官能團的作用包括：改善活性組分在載體表面的成核及生長機制，獲得粒徑更小且分散更加均一的活性組分顆粒；氮功能化位點與活性組分之間通過強相互作用，活性顆粒會被牢牢錨定在載體表面，增強了催化劑體系的穩定性；氮原子的存在可以改善臨近活性組分的電子結構，增強催化劑體系的催化活性。但是傳統的氮功能化方式需要以含碳氮有機物作為前驅體進行熱解形成氮功能化碳載體或含氮物為前驅體在高溫條件下對碳材料進行熱處理，普遍的焙燒溫度集中在800～1000℃，焙燒時長一般不低于2小時；此外，按照上述方法制備的功能化碳載體在氮含量、批次間一致性、石墨化程度以及氮分布的均一性上難以保證，同時經高溫處理的碳載體表面惰性較強，親水性較差，不利于碳載體在液相中分散。
5.如何快速進行碳載體氮功能化且保證批次間一致性對于開發新型的電催化劑極具實用意義。在石墨化碳載體表面直接嫁接含氮官能團可實現快速的碳載體表面功能化且含氮基團的類型可控，同時還能保證碳載體具有良好的石墨化程度。等離子增強技術可以對反應物料進行活化從而顯著降低試驗溫度提高試驗效率，在碳載體功能化
聲明：
“氫燃料電池用碳載體、制備方法及制備的電池催化劑與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：中自環?？萍脊煞萦邢薰?nbsp;
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2025年08月05日 ~ 07日 
