[发明专利]用于燃料电池的基于纳米线的膜电极组件

权利要求书

1.一种燃料电池，它包括经至少一种第一官能团衍生化的无机纳米线，所述 第一官能团与沉积在该纳米线表面上的金属催化剂相结合；所述纳米线沉积在或者 直接生长在该燃料电池的质子交换膜上。

2.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于所述金属催化剂是一种或多种 选自Pt、Au、Pd、Ru、Re、Rh、Os、Ir、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、V、Cr、Mo、 W及其合金或混合物的催化剂。

3.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于所述纳米线是分支结构物。

4.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于所述金属催化剂包括直径在1 与10nm之间的纳米催化剂颗粒。

5.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于所述金属催化剂采用选自下列 的方法沉积在所述纳米线上：化学气相沉积、电化学沉积、无电镀的化学镀、物理 气相沉积、溶液注入和沉淀、胶体颗粒吸收和解吸、通过化学连接剂结合、原子层 沉积及其组合。

6.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于所述纳米线在弱酸中抗降解。

7.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于所述纳米线直接生长在所述燃料 电池的质子交换膜上。

8.如权利要求7所述的燃料电池，其特征在于所述纳米线基本上垂直于所述 质子交换膜的表面取向。

9.如权利要求7所述的燃料电池，其特征在于，所述纳米线与聚合物电解质 网络互连。

10.如权利要求9所述的燃料电池，其特征在于所述纳米线与一个或多个双极 板电接触，且所述聚合物电解质与所述质子交换膜接触。

11.一种使用无机纳米线的燃料电池，它包括沉积在该无机纳米线表面上的金 属催化剂，所述无机纳米线经至少一种第一官能团衍生化，所述第一官能团与沉积 在该纳米线表面上的金属催化剂相结合，所述纳米线沉积在所述燃料电池的一个或 多个双极板的表面上。

12.一种使用无机纳米线的燃料电池，它包括沉积在该纳米线表面上的金属催 化剂，所述无机纳米线经至少一种第一官能团衍生化，所述第一官能团与沉积在该 纳米线表面上的金属催化剂相结合，所述纳米线直接生长在所述燃料电池的一个或 多个双极板上。

13.如权利要求12所述的燃料电池，其特征在于，所述纳米线基本上垂直于 所述一个或多个双极板的表面取向。

14.如权利要求11或12所述的燃料电池，其特征在于，所述纳米线与聚合物 电解质网络互连。

15.如权利要求11或12所述的燃料电池，其特征在于所述纳米线经至少一种 第二官能团衍生化，该第二官能团与聚合物电解质相互作用以促进所述纳米线表面 上电解质的均匀浸润。

16.一种用于燃料电池的膜电极组件的纳米结构催化剂载体，它包括各自沉积 有金属催化剂的无机纳米线的网络，所述网络中的无机纳米线各自经至少一种第一 化学结合部分官能化，该第一化学结合部分与沉积在所述无机纳米线表面上的金属 催化剂相结合。

17.如权利要求16所述的纳米结构催化剂载体，其特征在于所述催化剂金属 包括铂。

18.如权利要求16所述的纳米结构催化剂载体，其特征在于所述催化剂金属 包括铂和钌。

19.如权利要求16所述的纳米结构催化剂载体，其特征在于所述催化剂金属 是一种或多种选自Pt、Au、Pd、Ru、Re、Rh、Os、Ir、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、V、 Cr、Mo、W及其合金或混合物的催化剂。

20.如权利要求16所述的纳米结构催化剂载体，其特征在于所述催化剂金属 包括直径小于10nm的纳米颗粒。

21.如权利要求16所述的纳米结构催化剂载体，其特征在于所述催化剂金属 包括直径在1nm与5nm之间的纳米颗粒。