FUEL CELL ELECTRODE COMPRISING CARBON NANOTUBES
Electrodes for polymer electrolyte membrane and direct methanol fuel cells comprise carbon nanotubes and catalytically active metal. In one embodiment, anode electrodes are prepared by depositing catalytic metal on carbon nanotubes, and forming the carbon nanotubes into a membrane. Anode electrodes...
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Format: | Patent |
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Zusammenfassung: | Electrodes for polymer electrolyte membrane and direct methanol fuel cells comprise carbon nanotubes and catalytically active metal. In one embodiment, anode electrodes are prepared by depositing catalytic metal on carbon nanotubes, and forming the carbon nanotubes into a membrane. Anode electrodes comprising carbon nanotubes provide higher fuel cell performance with a much lower platinum loading than conventional carbon-based electrode material having a much higher platinum loading. In another embodiment, a catalyst ink comprising carbon nanotubes and a catalytic metal-loaded carbon powder was used to form an electrode membrane. The catalyst ink comprising carbon nanotubes and catalyst-loaded carbon powder can optionally comprise an ionically conductive polymer, such as a perfluorosulfonic acid/PTFE copolymer. In another embodiment, a fuel cell electrode comprising carbon nanotubes and catalytically active metal is a free standing electrode. In another embodiment of a membrane electrode assembly, carbon nanotubes are sandwiched between a catalyst-loaded electrode and a polymer electrolyte membrane.
L'invention concerne des électrodes pour piles à combustible directes au méthanol et à membrane à électrolyte polymère comprenant des nanotubes de carbone et un métal catalytiquement actif. Dans un mode de réalisation, des anodes sont préparées par dépôt d'un métal catalytique sur des nanotubes de carbone et par formation des nanotubes de carbone dans une membrane. Les anodes comprenant les nanotubes de carbone permettent d'améliorer la performance de la pile à combustible avec une charge de platine nettement inférieure par rapport à celle d'une électrode à base de carbone classique. Dans un autre mode de réalisation, on utilise une encre catalytique comprenant des nanotubes de carbone et une poudre de carbone chargée de catalyseur pour former une membrane d'électrode. L'encre catalytique comprenant les nanotubes de carbone et la poudre de carbone chargée de catalyseur peut éventuellement contenir un polymère ioniquement conducteur, tel qu'un copolymère d'acide perfluorosulfonique/PTFE. Dans un autre mode de réalisation, une électrode de pile à combustible comprenant des nanotubes de carbone et un métal catalytiquement actif est une électrode autonome. Dans un mode de réalisation supplémentaire d'un ensemble électrode à membrane, des nanotubes de carbone sont pris en sandwich entre une électrode chargée de catalyseur et une membrane à électrolyte polymère. |
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