[发明专利]燃料电池、催化剂和方法

权利要求书

1.氢燃料电池，包括：

阳极；

阴极；

电解质；以及

向燃料电池供应含氢燃料的构件；和

向燃料电池供应氧化剂的构件；

其中阳极以及任选阴极包括包含式(I)的合金的催化剂：

Pd_xBi_yM_z    (I)

其中：

M是一种或多种金属；

x是0.2到0.4；

y是0.6到0.8；

z不大于0.1；以及

x+y+z＝1。

2.根据权利要求1的氢燃料电池，其中x是0.3到0.35，y是0.65到0.7。

3.根据权利要求1或2的氢燃料电池，其中M是选自元素周期表第7到11族的金属或其任意组合。

4.根据权利要求1的氢燃料电池，其中M是选自Re、Ru、Os、Rh、Ir、Ni、Pt、Ag和Au的金属或其任意组合。

5.根据权利要求4的氢燃料电池，其中M是Ni或Pt或其任意组合。

6.根据前述任一权利要求的氢燃料电池，其中z不大于0.05。

7.根据权利要求6的氢燃料电池，其中z不大于0.01。

8.根据权利要求7的氢燃料电池，其中z是0。

9.根据前述任一权利要求的氢燃料电池，其中合金包含Bi₂Pd的α相。

10.根据前述任一权利要求的氢燃料电池，其中催化剂仅存在于阳极上。

11.根据前述任一权利要求的氢燃料电池，其中电解质包含质子传导膜。

12.根据前述任一权利要求的氢燃料电池，其中质子传导膜包含质子传导有机聚合物。

13.用于氢燃料电池的膜-电极组件，包含质子传导膜、阳极和阴极，其中阳极以及任选阴极包括包含式(I)的合金的催化剂：

Pd_xBi_yM_z    (I)

其中：

M是一种或多种金属；

x是0.2到0.4；

y是0.6到0.8；

z不大于0.1；以及

x+y+z＝1。

14.生产氢气的方法，包括利用具有阳极、阴极和电解质的电化学电池还原质子源；其中阴极以及任选阳极包括包含式(I)的合金的催化剂：

Pd_xBi_yM_z    (I)

其中：

M是一种或多种金属；

x是0.2到0.4；

y是0.6到0.8；

z不大于0.1；以及

x+y+z＝1。

15.根据权利要求14的方法，其中质子源包含酸。

16.根据权利要求14或15的方法，其中质子源包含水，所述水被任选地离子化和/或酸化。

17.电解水的方法，所述水被任选地离子化和/或酸化，该方法包括使电流流过电池，所述电池具有阳极、阴极和电解质，其中阳极以及任选阴极包括含有式(I)合金的催化剂：

Pd_xBi_yM_z    (I)

其中：

M是一种或多种金属；

x是0.2到0.4；

y是0.6到0.8；

z不大于0.1；以及

x+y+z＝1。

18.氧化含氢气体的方法，该方法包括使含氢气体与电化学电池的阳极接触，该电池具有阳极、阴极和电解质，其中阳极以及任选阴极包括包含式(I)合金的催化剂：

Pd_xBi_yM_z    (I)

其中：

M是一种或多种金属；

x是0.2到0.4；

y是0.6到0.8；

z不大于0.1；以及

x+y+z＝1。