1.本发明属于电池催化剂设计制备技术领域，尤其属于电池催化剂用功能化碳载体技术领域，涉及新能源材料与在燃料电池汽车的应用领域，具体涉及一种氢燃料电池用功能化碳载体、制备方法及使用该功能化碳载体的氢燃料电池催化剂。
背景技术：
2.氢燃料电池作为一种绿色无污染的终极能源供应系统备受关注，在车用燃料电池领域具有巨大应用前景。目前氢燃料电池商用催化剂多为铂碳催化剂；但现有铂碳催化剂在耐久性方面存在明显不足，还因为受限于阴极较高的氧还原过电位，催化剂的活性很难发挥出来，同时，贵金属铂材料的稀缺性及高昂的成本也是制约发展的因素之一；以上因素导致了燃料电池的商业化推广应用进展缓慢；因此，提升催化剂的耐久性、催化活性以及贵金属利用率成为解决燃料电池商业化应用痛点的关键。
3.在过去的几十年中，学术界及产业界一直在致力于开发新型电催化剂，提升其催化剂的活性、耐久性及贵金属利用率。提升策略一般以下四个方面入手，如载体材料(非炭材料、新结构/组分碳材料)、活性组分(合金、核壳)、制备方法(晶面控制、形貌控制)、催化剂后处理(引入官能团、活性粒子处理)等，其中，碳载体的改性以操作可行性强且易于批量化制备而备受关注。
4.以氮功能化为例，通过理论和实验证实了碳载体上氮官能团的作用包括：改善活性组分在载体表面的成核及生长机制，获得粒径更小且分散更加均一的活性组分颗粒；氮功能化位点与活性组分之间通过强相互作用，活性颗粒会被牢牢锚定在载体表面，增强了催化剂体系的稳定性；氮原子的存在可以改善临近活性组分的电子结构，增强催化剂体系的催化活性。但是传统的氮功能化方式需要以含碳氮有机物作为前驱体进行热解形成氮功能化碳载体或含氮物为前驱体在高温条件下对碳材料进行热处理，普遍的焙烧温度集中在800～1000℃，焙烧时长一般不低于2小时；此外，按照上述方法制备的功能化碳载体在氮含量、批次间一致性、石墨化程度以及氮分布的均一性上难以保证，同时经高温处理的碳载体表面惰性较强，亲水性较差，不利于碳载体在液相中分散。
5.如何快速进行碳载体氮功能化且保证批次间一致性对于开发新型的电催化剂极具实用意义。在石墨化碳载体表面直接嫁接含氮官能团可实现快速的碳载体表面功能化且含氮基团的类型可控，同时还能保证碳载体具有良好的石墨化程度。等离子增强技术可以对反应物料进行活化从而显著降低试验温度提高试验效率，在碳载体功能化
声明：
“氢燃料电池用碳载体、制备方法及制备的电池催化剂与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色网
来源：中自环保科技股份有限公司
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2025年05月08日 ~ 10日 
