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公开(公告)号：CN117165985A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202311133424.0
申请日：2023-09-04
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明公开了一种二氧化碳电化学还原电极及其制备方法和应用，其催化层固定有碱金属阳离子，利用碱金属阳离子取代的质子导体固态电解质或催化剂代替含有游离碱金属阳离子的电解质为二氧化碳还原反应提供阳离子环境，在不生成沉淀的同时利用阳离子效应提高电解池性能，用于二氧化碳电化学还原例如二氧化碳被引入电解池并在纯水操作条件下于阴极处还原。本发明的二氧化碳电化学还原电极无需碱性电解质，利用纯水操作即可实现高性能，从根本上解决碱性电解质中游离阳离子在电极处与二氧化碳反应生成碳酸盐或碳酸氢盐沉淀堵塞流道的问题，使得二氧化碳还原系统维护简便，无需更换电解液，有助于提高二氧化碳还原系统运行寿命。
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公开(公告)号：CN114957657A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210645056.7
申请日：2022-06-08
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明公开了一种基于国产廉价原料制备聚苯并咪唑的方法，属于质子交换膜燃料电池领域。本发明通过对用于合成聚苯并咪唑的廉价国产原料进行系列简单前处理有效抑制了缩聚反应过程中副反应的发生，从而可获得高纯度的聚苯并咪唑，且合成的聚苯并咪唑具有合适的分子量分布，适合用于高温质子交换膜燃料电池领域作为质子交换膜以及催化层粘结剂的原材料。采用本发明方法制得的聚苯并咪唑可应用于高温质子交换膜燃料电池、水电解、电化学传感器及其它电化学器件等，用于制备聚苯并咪唑/磷酸复合膜或者粘结剂。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116314853A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202211518451.5
申请日：2022-11-30
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M4/86 , H01M4/88 , H01M8/0234
Abstract: 本发明涉及一种用于二氧化碳还原的梯度微孔层气体扩散层及其制备方法。所述气体扩散层包括基底层和梯度微孔层；所述梯度微孔层包括沿其厚度方向上具有不同亲疏水性的多个微孔子层；沿远离基底层的方向各所述微孔子层的疏水性呈梯度减小趋势。本发明提出的梯度微孔层气体扩散层适用于二氧化碳还原技术领域，利用不同疏水剂含量的微孔子层构建疏水性梯度变化的微孔层，用不同微孔子层之间碳材料的相互填充形成小于0.1μm的小孔，该梯度微孔层气体扩散层制备操作简单可重复，有很高的应用价值。
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公开(公告)号：CN114481184A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202111586495.7
申请日：2021-12-21
Applicant: 上海交通大学
IPC: C25B11/032 , C25B1/23 , C25B11/04
Abstract: 本发明涉及一种用于二氧化碳电化学还原的气体扩散层及其制备方法，该气体扩散层由基底层和微孔层组成。制备时：将基底层用疏水剂浸泡；浸泡后的基底层进行干燥处理；疏水剂、导电材料和溶剂共混制备成混合乳液，混合乳液再涂覆在干燥后的基底层一侧以形成微孔层；最后高温处理制成气体扩散层。本发明提出的气体扩散层适用于二氧化碳制电化学还原技术领域，其中，孔隙率为70％以上，疏水孔的孔隙体积占总孔隙体积的90％以上，且该扩散层包含孔径小于5μm的疏水微孔，可以促进二氧化碳气体在气体扩散电极中的传质。本发明提出的气体扩散层制备方法不仅制备工艺简单且可规模化放大，并且由其作为阴极扩散层组装的二氧化碳还原电解池表现出很高的运行电流密度，有很强的应用价值。
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公开(公告)号：CN117144397A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311133893.2
申请日：2023-09-04
Applicant: 上海交通大学
IPC: C25B11/054 , C25B11/091 , C25B1/23 , C25B3/01 , C25B3/26 , C01B32/05 , C01G51/04 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 本发明公开了一种用于二氧化碳还原的载体有序化电极及其制备方法，在清洁基底表面加入碳源和氧化钴前驱体，在惰性气氛中高温烧结通过水热反应得到的多糖包覆的Co‑OH‑CO3纳米线阵列，得到碳层包覆的Co3O4纳米线阵列，将催化剂担载其上，得到的纳米线阵列转印至离子交换膜或气体扩散基底上，形成负载在膜上或扩散基底上的有序化催化层。本发明的载体有序化电极中载体有序化排列，具有良好的电子、质子、液体和气体等多项物质传输通道，应用于二氧化碳还原反应电催化，显著提高催化活性和催化剂利用率。
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公开(公告)号：CN117013024A
公开(公告)日：2023-11-07
申请号：CN202311128006.2
申请日：2023-09-04
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M8/1004
Abstract: 本发明公开了一种用于高温质子交换膜燃料电池的膜电极及其制备方法，该膜电极具有离聚物层，为依次由导电基底、催化层、离聚物层、高温质子交换膜、离聚物层、催化层、导电基底组成的多层结构，其中离聚物层以聚苯并咪唑或其衍生物中的一种或多种聚合物作为主成分，掺杂碳粉或其衍生物中的一种或多种导电剂形成复合材料，在催化层表面形成离聚物层。本发明中膜电极通过引入离聚物层的结构控制以磷酸为代表的电解质分布，构建更多的三相界面位点，具有高峰值功率密度和高电流密度，制备过程简单且成本低廉，应用于各类高温质子交换膜燃料电池的膜电极，具有大规模生产应用潜力。
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公开(公告)号：CN113445064A
公开(公告)日：2021-09-28
申请号：CN202110672782.3
申请日：2021-06-17
Applicant: 上海交通大学
IPC: C25B1/23 , C25B11/032 , C25B11/085 , C25B11/052
Abstract: 本发明涉及一种用于二氧化碳电解制一氧化碳的气体扩散电极及其制备方法。该气体扩散电极由憎水化的导电多孔基底如碳纸或碳布等以及催化层构成，催化层以金属酞菁化合物或金属卟啉化合物作为催化活性组分，以碳粉、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯、纳米石墨粉等中的一种或多种为导电剂、以聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或全氟磺酸树脂作为粘结剂，经过一定工艺在基底上形成催化层，从而构成气体扩散电极。本发明提出的用于电解二氧化碳制一氧化碳的气体扩散电极，以非贵金属作为活性组分、电极制备工艺简单且可规模化放大，且与同类技术相比具有运行电流密度高和法拉第效率高的明显优势，可应用于各类二氧化碳电化学还原反应器或电解池中作为阴极。
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