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公开(公告)号:CN104466205A
公开(公告)日:2015-03-25
申请号:CN201410578002.9
申请日:2010-04-23
Inventor: 杰弗里·R·达恩 , 马克·K·德贝 , 拉达斯拉维·阿塔纳索斯克 , 苏珊·M·亨德里克斯 , 大卫·A·史蒂文森 , 阿恩德·加尔萨奇 , 罗伯特·J·桑德森
IPC: H01M4/92
CPC classification number: H01M4/921 , H01M4/925 , H01M2008/1095
Abstract: 本发明涉及使用混合无机物的催化剂性质控制。具体地,本发明提供了可用作燃料电池催化剂的纳米结构化薄膜催化剂,所述催化剂材料包括混合的无机材料。在一些实施例中,所述纳米结构化薄膜催化剂可包含根据式PtxM(1-x)的催化剂材料,其中x为0.3至0.9,且M为Nb、Bi、Re、Hf、Cu或Zr。所述纳米结构化薄膜催化剂可包含根据式PtaCobMc的催化剂材料,其中a+b+c=1,a为0.3至0.9,b大于0.05,c大于0.05,且M为Au、Zr、或Ir。所述纳米结构化薄膜催化剂可包含根据式PtaTibQc的催化剂材料,其中a+b+c=1,a为0.3至0.9,b大于0.05,c大于0.05,且Q为C或B。
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公开(公告)号:CN101282787B
公开(公告)日:2011-05-18
申请号:CN200680037848.5
申请日:2006-09-29
Applicant: 3M创新有限公司
Inventor: 马克·K·德贝 , 苏珊·M·亨德里克斯 , 乔治·D·韦恩斯特伦 , 埃米·E·赫斯特
CPC classification number: B01J37/347 , B01J23/8986 , H01M4/881 , H01M4/90 , H01M4/9083 , H01M4/92 , H01M4/926 , H01M2008/1095
Abstract: 本发明提供了一种用于制造包含纳米结构化元件的负载型催化剂的方法,所述纳米结构化元件包含承载纳米观催化剂粒子的微结构化支撑晶须,其中该方法包括将含有至少三种金属元素的催化剂材料从含有至少三种金属元素的单靶沉积到微结构化支撑晶须上。通常,所述金属元素中的至少一种为Pt。此外,所述金属元素中的一种或多种可以为Mn、Ni或Co。也包括其它金属元素或其它过渡金属元素。此外,本发明提供了一种包含纳米结构化元件的负载型催化剂,所述纳米结构化元件包括根据本发明的方法制成的承载纳米观催化剂粒子的微结构化支撑晶须。此外,本发明提供了包含根据本发明的负载型催化剂的燃料电池膜电极组件。
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公开(公告)号:CN101282787A
公开(公告)日:2008-10-08
申请号:CN200680037848.5
申请日:2006-09-29
Applicant: 3M创新有限公司
Inventor: 马克·K·德贝 , 苏珊·M·亨德里克斯 , 乔治·D·韦恩斯特伦 , 埃米·E·赫斯特
CPC classification number: B01J37/347 , B01J23/8986 , H01M4/881 , H01M4/90 , H01M4/9083 , H01M4/92 , H01M4/926 , H01M2008/1095
Abstract: 本发明提供了一种用于制造包含纳米结构化元件的负载型催化剂的方法,所述纳米结构化元件包含承载纳米观催化剂粒子的微结构化支撑晶须,其中该方法包括将含有至少三种金属元素的催化剂材料从含有至少三种金属元素的单靶沉积到微结构化支撑晶须上。通常,所述金属元素中的至少一种为Pt。此外,所述金属元素中的一种或多种可以为Mn、Ni或Co。也包括其它金属元素或其它过渡金属元素。此外,本发明提供了一种包含纳米结构化元件的负载型催化剂,所述纳米结构化元件包括根据本发明的方法制成的承载纳米观催化剂粒子的微结构化支撑晶须。此外,本发明提供了包含根据本发明的负载型催化剂的燃料电池膜电极组件。
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公开(公告)号:CN104466205B
公开(公告)日:2018-04-13
申请号:CN201410578002.9
申请日:2010-04-23
Inventor: 杰弗里·R·达恩 , 马克·K·德贝 , 拉达斯拉维·阿塔纳索斯克 , 苏珊·M·亨德里克斯 , 大卫·A·史蒂文森 , 阿恩德·加尔萨奇 , 罗伯特·J·桑德森
IPC: H01M4/92
CPC classification number: H01M4/921 , H01M4/925 , H01M2008/1095
Abstract: 本发明涉及使用混合无机物的催化剂性质控制。具体地,本发明提供了可用作燃料电池催化剂的纳米结构化薄膜催化剂,所述催化剂材料包括混合的无机材料。在一些实施例中,所述纳米结构化薄膜催化剂可包含根据式PtxM(1‑x)的催化剂材料,其中x为0.3至0.9,且M为Nb、Bi、Re、Hf、Cu或Zr。所述纳米结构化薄膜催化剂可包含根据式PtaCobMc的催化剂材料,其中a+b+c=1,a为0.3至0.9,b大于0.05,c大于0.05,且M为Au、Zr、或Ir。所述纳米结构化薄膜催化剂可包含根据式PtaTibQc的催化剂材料,其中a+b+c=1,a为0.3至0.9,b大于0.05,c大于0.05,且Q为C或B。
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公开(公告)号:CN103857831A
公开(公告)日:2014-06-11
申请号:CN201280049628.X
申请日:2012-09-28
Applicant: 3M创新有限公司
Inventor: 马克·K·德比 , 拉多斯拉夫·阿塔纳索斯基 , 苏珊·M·亨德里克斯 , 乔治·D·韦恩斯特伦
Abstract: 本发明提供了制备催化剂电极的方法,其包括将至少Pt和Ir溅射到纳米结构化晶须上,以提供多个交替层,所述多个交替层分别以任意顺序包含至少Pt和Ir。在一些示例性实施例中,所描述的或如描述进行制备的催化剂电极,在本文中是阳极催化剂,并且在其它示例性实施例中是阴极催化剂。催化剂电极可用于例如由水生成H2和O2。
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公开(公告)号:CN102668201A
公开(公告)日:2012-09-12
申请号:CN201080059082.7
申请日:2010-12-22
Applicant: 3M创新有限公司
Inventor: 安德鲁·T·豪格 , 苏珊·M·亨德里克斯 , 安德鲁·J·L·斯坦巴克 , 格雷戈里·M·豪根
CPC classification number: H01M4/8657 , H01M4/881 , H01M4/8814 , H01M4/8828 , H01M4/8871 , H01M4/921 , H01M2008/1095 , Y02E60/50
Abstract: 本发明提供了聚合物电解质膜(PEM)燃料电池膜电极组件(MEA),所述组件具有纳米结构化薄膜(NSTF)催化剂电极,另外在位于所述NSTF催化剂和所述MEA的所述PEM之间具有分散催化剂亚层。
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公开(公告)号:CN102428598A
公开(公告)日:2012-04-25
申请号:CN201080018084.1
申请日:2010-04-23
Inventor: 杰弗里.R.达恩 , 马克·K·德贝 , 拉达斯拉维·阿塔纳索斯克 , 苏珊·M·亨德里克斯 , 大卫·A·史蒂文森 , 阿恩德·加尔萨奇 , 罗伯特·J·桑德森
IPC: H01M4/92
CPC classification number: H01M4/921 , H01M4/925 , H01M2008/1095
Abstract: 本发明提供了可用作燃料电池催化剂的纳米结构化薄膜催化剂,所述催化剂材料包括混合的无机材料。在一些实施例中,所述纳米结构化薄膜催化剂可包含根据式PtxM(1-x)的催化剂材料,其中x为0.3至0.9,且M为Nb、Bi、Re、Hf、Cu或Zr。所述纳米结构化薄膜催化剂可包含根据式PtaCobMc的催化剂材料,其中a+b+c=1,a为0.3至0.9,b大于0.05,c大于0.05,且M为Au、Zr、或Ir。所述纳米结构化薄膜催化剂可包含根据式PtaTibQc的催化剂材料,其中a+b+c=1,a为0.3至0.9,b大于0.05,c大于0.05,且Q为C或B。
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公开(公告)号:CN101288193B
公开(公告)日:2010-10-06
申请号:CN200680037986.3
申请日:2006-10-10
Applicant: 3M创新有限公司
Inventor: 马克·K·德贝 , 苏珊·M·亨德里克斯 , 乔治·D·韦恩斯特伦 , 艾莉森·K·施默克尔 , 拉多斯拉夫·阿塔纳索斯基 , 小克莱顿·V·汉密尔顿
CPC classification number: H01M4/92 , C08J5/2237 , C08J2327/18 , H01M4/926 , H01M8/1004 , H01M8/1018 , H01M8/1023 , H01M8/1039 , H01M2300/0082
Abstract: 本发明提供了一种燃料电池阴极催化剂,所述阴极催化剂包含纳米结构化元件,所述元件包含承载纳米观催化剂粒子的微结构化支承晶须;其中所述催化剂含有铂和锰以及至少一种其它金属,所述其它金属选自除铂和锰之外的由下列金属组成的组:VIb族金属、VIIb族金属和VIIIb族金属;其中所述催化剂中的铂与所有其它金属的总和的体积比介于约1和约4之间,更通常介于1和4之间,更通常介于约2.5和约3.5之间,更通常介于2.5和3.5之间,并且最通常为约3,并且其中所述Mn含量等于或大于约5微克/cm2的面密度。通常,锰与所述至少一种其它金属的体积比介于10∶90和90∶10之间。在一个实施例中,铂与锰与所述至少一种其它金属的体积比为约6∶1∶1。通常,所述至少一种其它金属为Ni或Co。另外,本发明还提供包含根据本发明所述的燃料电池阴极催化剂的燃料电池膜电极组件(MEA)。另外,本发明还提供了制造本发明所述阴极催化剂的方法。
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公开(公告)号:CN102668201B
公开(公告)日:2015-05-20
申请号:CN201080059082.7
申请日:2010-12-22
Applicant: 3M创新有限公司
Inventor: 安德鲁·T·豪格 , 苏珊·M·亨德里克斯 , 安德鲁·J·L·斯坦巴克 , 格雷戈里·M·豪根
CPC classification number: H01M4/8657 , H01M4/881 , H01M4/8814 , H01M4/8828 , H01M4/8871 , H01M4/921 , H01M2008/1095 , Y02E60/50
Abstract: 本发明提供了聚合物电解质膜(PEM)燃料电池膜电极组件(MEA),所述组件具有纳米结构化薄膜(NSTF)催化剂电极,另外在位于所述NSTF催化剂和所述MEA的所述PEM之间具有分散催化剂亚层。
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公开(公告)号:CN101263619B
公开(公告)日:2014-11-26
申请号:CN200680033308.X
申请日:2006-08-28
Applicant: 3M创新有限公司
Inventor: 苏珊·M·亨德里克斯 , 托马斯·赫特勒 , 马克·K·德贝 , 唐纳德·J·穆克卢尔
CPC classification number: H01M4/8803 , H01M4/8636 , H01M4/8807 , H01M4/881 , H01M4/92 , H01M8/1004 , H01M2008/1095 , Y10T428/24355 , Y10T428/24372
Abstract: 本发明描述了包括用在膜电极组件(MEA)中的催化剂层的部件以及制造上述部件的方法。所述催化剂层在运转期间产生在MEA的活性区域内的更均匀的电流分配。所述催化剂层可以具有较小活性催化剂的均匀催化剂活性分布以在整个MEA活性区域上获得更均匀的电流密度。所述催化剂层可以具有可变的活性分布(例如具有4变化比降的活性分布)以补偿在电化学燃料电池运转期间催化剂利用率的固有非线性。可以例如通过改变从进气口至排气口在MEA内的催化剂载量或通过改变催化剂负载的表面积或通过改变催化剂支撑元件的表面积来实现期望的可变催化剂活性分布。
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