CN103050714A - 一种燃料电池用掺杂纳米碳电催化剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料电池用掺杂纳米碳电催化剂及其应用，所述电催化剂通过将含氮和/或硼有机前驱体和过渡金属盐络合形成复合物，再加入纳米碳作为载体，采用微波辐射法对混合物加热、反应，待反应完全后，将其过滤、干燥，并将反应后得到的产物于惰性气氛和/或还原气氛下，在500℃～1500℃高温处理下得到掺杂纳米碳电催化剂。该催化剂具有很低的成本，高活性和稳定性以及优异的抗毒化能力。

Description

一种燃料电池用掺杂纳米碳电催化剂及其应用

技术领域

本发明涉及燃料电池催化剂领域，具体地说是一种燃料电池非贵金属电催化剂及其制备和应用。

背景技术

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂内的化学能通过电极反应直接转化成电能的电化学装置。由于其具有能量转换效率高、环境友好、噪声低、启动快等优点，被认为是21世纪首选的洁净、高效的发电技术之一，是继风力、水力和太阳能之后有希望大量提供电力的新能源技术。大力发展燃料电池技术对解决目前世界面临的“能源短缺”和“环境污染”这两大难题，实现能源多样化具有重要意义。经过多年的努力，燃料电池已经在电动汽车、家用热电联供系统、分散电站系统等领域成功地进行了示范运行。但成本高、稳定性和耐久性差等问题，严重阻碍了其产业化进程。

电催化剂是PEMFC和DMFC的关键材料之一，是影响燃料电池的输出性能、寿命和成本的关键因素之一。目前，在燃料电池中普遍使用的电催化剂是Pt基催化剂。但由于Pt资源稀少，价格昂贵，致使电催化剂的价格居高不下。此外，Pt基催化剂的催化活性、稳定性以及抗杂质NO_x、SO_x等以及甲醇毒化的能力尚不能满足燃料电池实用化的要求。因此，开发价格低廉、活性和稳定性以及抗毒化性能高的新型非贵金属催化剂至关重要。

为开发具有实际应用前景的低成本电催化剂，世界各国的研究机构和企业都投入大量资金进行非铂催化剂的研究，并取得长足进展。然而，现有非铂催化剂的综合性能，尤其是其低功率密度和长期运行稳定性差等问题，致使这些材料仍不能满足上述燃料电池用电催化剂的要求。但是由于其资源和成本上的优势，使其仍具有很好的研究价值。

近年来，许多研究结果表明在半导体材料和碳等材料中进行微量元素(N、B、Se等)掺杂或修饰，改变了材料的物理、化学和热力学的性质，从而使其具有优异的电催化活性。其中最为引人瞩目的研究结果是：2009年《科学》杂志上报道了垂直生长的掺N碳纳米管阵列在碱性介质中的氧还原催化活性、稳定性和选择性都高于商业化的Pt/C催化剂。这一结果发表后，即引起了广泛的关注，掺杂纳米碳催化剂的研究已成为目前燃料电池电催化剂的研究重点之一。由于掺杂型纳米材料，尤其是掺杂碳材料用做燃料电池催化剂的研究处于刚刚起步阶段，国内外的研究报道还较少，虽然这种材料在碱性条件下具有较好的氧还原活性，此类催化剂所组装的燃料电池的功率密度仍低于传统的Pt基催化剂。

中国专利CN200880012148.X采用含硝基含氨基的芳香化合物和金属盐在惰性气氛下热解形成的金属聚合物作为燃料电池催化剂。此专利仅限于硝基含氨基的芳香化合物制备的纳米碳催化剂。CN200810020833.9采用磷-有序介孔碳复合物的制备方法以及此复合物作为载体的燃料电池催化剂。P的掺杂提高了介孔碳的性能，当该类催化剂性能仍远远低于Pt/C催化剂。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种新型非贵金属电催化剂及其应用，通过将金属与含氮前驱体络合后，通过微波辐射加热反应形成金属-炭-杂原子前驱体的复合物，并通过高温焙烧，制备杂原子掺杂的纳米炭催化剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，

一种燃料电池用掺杂纳米碳电催化剂，首先将含氮和/或硼有机前驱体和过渡金属盐络合形成复合物，再加入纳米碳作为载体，采用微波加热法对混合物加热、反应，待反应完全后，将其过滤、干燥，并将反应后得到的产物于惰性气氛和/或还原气氛下500℃～1500℃下高温处理得到掺杂纳米碳非贵金属催化剂；催化剂中的过渡金属(M)的质量百分含量为0.5～20％；其中的氮和/或硼的质量百分含量为0.5～15％；其中的纳米碳的质量百分含量为60-99％。

其具体制备过程为，

1)将过渡金属盐溶液B滴加到含氮和/或硼有机前驱体溶液A中，搅拌≥0.5h，使其混合均匀，得到溶液C；

2)将纳米碳添加到溶液C中，搅拌混合均匀得到混合物D；

3)将混合物D在惰性气氛下，采用微波辐射法于40℃-150℃反应≥10s，停留≥10s，反应与停留的过程反复进行二次以上，得到混合物E；微波输出功率为500-2000W；

4)将混合物E用水、乙醇、异丙醇中的一种或二种以上的混合液洗涤后过滤，固体物质真空干燥，得到固体粉末F；

5)将固体粉末F于500℃～1500℃的惰性气氛和/或还原气氛下处理至少0.5h得到固体粉末G。

所述含氮有机前驱体为乙二胺、己二胺、尿素、硫脲、三聚氰胺、聚丙烯腈、吡咯、酞菁染料中的一种或二种以上；所述含硼有机前驱体为三氯环硼氮烷、硼酸、硼酸钠、硼酸铁以及苯基硼化物中的一种或二种以上。

所述纳米碳为炭黑、石墨碳、碳纳米管、碳微球、有序介孔碳、石墨烯、碳凝胶和碳纤维中的一种或二种以上。

所述金属盐为IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IB和IIB族中的一种或二种以上金属元素的可溶性金属盐；

所述可溶性金属盐为金属的硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、卤化物、乙酰丙酮化物、或大环络合物卟啉化物、酞箐化物中的一种或二种以上可共溶性盐；

真空干燥于50～120℃下进行。

所述金属元素为Fe、Co、Ni、Mo、Cu、Zn、Ir、V、Cr、Mn、Ti、W中的一种或二种以上。

所述惰性气氛为氮气、Ar气、He气中的一种或二种以上；还原气氛为氨气或CH₃CN气氛。

所述溶液A和溶液B所用溶剂为C₁～C₈一元醇、C₂～C₈二元醇或C₃～C₈三元醇中的一种或多种混合物，它们的浓度分别为浓度为0.01M-3M，0.01-3M。

其中过渡金属盐溶液B中金属与纳米炭的摩尔比为1∶100-1∶10；含氮有机前驱体溶液A中氮元素与纳米碳的摩尔比为1∶200-20∶100。

获得的固体粉末G还可采用酸性溶液作为洗涤，洗去催化剂上的部分金属。

所述电催化剂用作燃料电池的阴极催化剂，燃料电池包括阴极、阳极及介于阴极和阳极之间的聚合物电解质膜，其中所述阴极至少包括权利要求1所述催化剂中的一种或二种以上。

将如上所述的掺杂纳米碳催化剂用于组装燃料电池。

根据本发明实施方式的燃料电池包括阴极、阳极、及介于阴极和阳极之间的电解质膜，其中阴极包括一种如上所述的掺杂纳米碳催化剂。所述燃料电池为聚合物电解质膜燃料电池(可以为质子交换膜燃料电池(PEMFC)、或者直接甲醇燃料电池(DMFC))。

与现有催化剂及其制备方法相比，本发明具有如下优点：

1.本发明通过金属与含氮前驱体形成聚合物后对纳米碳进行修饰、掺杂，制备金属-炭-氮复合的纳米炭催化剂。金属的加入，改变了纳米碳的微观结构和边缘面缺陷；杂原子与金属和碳之间的相互作用，提高了催化剂的活性和稳定性；

2.该催化剂制备过程采用微波辐射加热，速度快，反应后在载体上各组分的分布均匀，催化剂粒度小。与同类催化剂制备所采用的其他制备方法相比，制备工艺简单、流程少、易操作、环境友好、制备成本低且易于形成批量化生产规模；

3.与传统的Pt/C催化剂和非贵金属催化剂相比，本发明所采用的非贵金属、氮和炭价格低廉、资源丰富，制备过程简单，因而使催化剂的总成本非常低。所述上述的催化剂用作燃料电池催化剂时，表现出良好的催化活性和稳定性，因而有希望替代铂成为聚合物电解质膜燃料电池中的阴极电催化剂；

4.本催化剂具有很高的抗毒化性能。本催化剂对杂质气体NO_x、SO_x以及甲醇等吸附比较弱，因而具有很高的抗毒化能力。

附图说明

图1为实施例1和实施例2制备的催化剂的氧还原极化曲线；

电解质溶液：0.5M H₂SO₄，扫描速度是：5mV s^-1；参比电极：饱和甘汞电极，对电极：铂丝；转速：1600rpm；电压扫描范围：

图2为实施例1和实施例2制备的催化剂的循环伏安曲线；

电解质溶液：0.5M H₂SO₄，扫描速度是：50mV s^-1；参比电极：饱和甘汞电极，对电极：铂丝；

图3为实施例1所使用的催化剂的寿命试验前后的氧还原极化曲线；

电解质溶液：0.5M H₂SO₄，扫描速度是：5mV s^-1；参比电极：饱和甘汞电极，对电极：铂丝；

图4为对比例1所使用的催化剂的寿命试验前后的氧还原极化曲线。

电解质溶液：0.5M H₂SO₄，扫描速度是：5mV s^-1；参比电极：饱和甘汞电极，对电极：铂丝。

具体实施方式

将如上所述的负载型催化剂用于阴极中。所述燃料电池可为聚合物电解质膜燃料电池(质子交换膜燃料电池(PEMFC)、或者直接甲醇燃料电池(DMFC))。

例如，所述燃料电池为PEMFC。

下文中，将参照以下实施例对本发明的一个或者多个实施方式进行详细描述。然而，这些实施例不仅限制本发明的一个或者多个实施方式的目的和范围。

下文中，将对根据本发明实施方式的掺杂纳米碳催化剂的制备方法进行详细描述。

实施例1

以Co金属和氮掺杂的非贵金属催化剂。取0.13g Co(NO₃)₂.6H₂O的溶解于10ml乙醇中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有2.66ml含N的有机前驱体己二胺溶解于20ml乙醇中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中，A溶液的颜色由紫红色变成浅紫色，并逐渐变为蓝色，最后变成土黄色得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将XC-72碳粉加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波10秒停10s，重复微波和停留过程三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在85℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中700℃下处理2小时。

实施例2

取0.0694g Co(NO₃)₂的溶解于10ml乙醇溶剂中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00143mol的N有机前驱体己二胺溶解于20ml乙醇中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将XC-72碳粉加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波10秒停10s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在85℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中700℃下处理2小时。

实施例3

取0.402g Fe(NO₃)₃.6H₂O的溶解于乙醇溶剂中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00357mol的N有机前驱体己二胺溶解于30ml异丙醇中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中，得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将0.39g XC-72碳粉加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波10秒停10s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在85℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中900℃下处理2小时。

实施例4

担载型催化剂的辅助液相还原方法制备

取0.13g Co(NO₃)₂和0.1804g的Fe(NO₃)₃.6H₂O的溶解于50ml乙醇与异丙醇溶剂(体积比为3∶2)中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00357mol的N有机前驱体己二胺溶解于5ml乙醇中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将0.39g XC-72碳粉加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波10秒停10s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在85℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中800℃下处理2小时。

实施例5

取0.13g Co(NO₃)₂和0.1804g的Fe(NO₃)₃.6H₂O的溶解于30ml乙醇溶剂中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00357mol的N有机前驱体己二胺溶解于乙醇中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将0.39g XC-72碳粉加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为1000W微波反应器中的微波10秒停10s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上80℃蒸干；在60～100℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中850℃下处理2小时。

实施例6

取0.13g Co(NO₃)₂.6H₂O和0.1804g的Fe(NO₃)₃.6H₂O的溶解于20ml乙醇溶剂中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00357mol的N有机前驱体尿素溶解于10ml异丙醇中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将0.39g XC-72碳粉加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌3h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波20秒停40s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在60～100℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中950℃下处理4小时。

实施例7

取0.0105g Co(NO₃)₂.6H₂O的溶解于20ml乙醇中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00357mol的N有机前驱体二甲基甲酰胺溶解于20ml乙醇中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中，A溶液的颜色由紫红色变成浅紫色，并逐渐变为蓝色，最后变成土黄色得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将0.39g XC-72碳粉加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波10秒停10s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在85℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中1000℃下处理3小时。

实施例8

取0.0105g Co(NO₃)₂.6H₂O的溶解于30ml乙醇溶剂中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00357mol的N有机前驱体硝基苯胺溶解于30ml乙醇中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中，得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将0.39g碳纳米管加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波10秒停10s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在80℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中700℃下处理2小时。

实施例9

取0.0105g Co(NO₃)₂.6H₂O的溶解于乙醇溶剂中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00357mol的N有机前驱体二甲基甲酰胺中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将0.39g碳纳米纤维加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波10秒停10s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在80℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中700℃下处理2小时。

实施例10

取0.20g乙酸铁的溶解于20ml乙醇溶剂中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00357mol的N有机前驱体三聚氰胺溶解于水中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中，得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将0.39g XC-72碳粉加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波10秒停10s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在85℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中900℃下处理2小时。

实施例11

取0.20g醋酸镍的溶解于30ml乙醇溶剂中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00357mol的N有机前驱体聚丙烯腈溶解于20ml的二甲基甲酰胺(NMP)中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中，得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将0.32g碳气凝胶加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波30秒停10s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在85℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中800℃下处理2小时。

实施例12

取0.0105g钼酸铵的溶解于30ml的乙醇和水混合溶剂(比例为1∶3)中，超声混合均匀，得到溶液A；将含有0.00357mol的N有机前驱体硫脲溶解于10ml乙醇中，超声混合均匀，得到溶液B；在不断搅拌下，将B逐滴滴入到A中，得到C；然后将其密封，继续搅拌2h后，将0.32g碳气凝胶加入上述混合物C中，超声混合均匀后，继续搅拌1h，然后在输出功率为700W微波反应器中的微波20秒停10s，重复三次，得到混合物D；将浆料D在水浴上60℃蒸干；在85℃下真空干燥，得到固体粉末E；将固体粉末E在氮气气氛中1000℃下处理3小时。

对比例1

采用Johnson-Matthey生产的20％Pt/C作为对比，研究催化剂的稳定性。

应用例1

电极制备和ORR活性评价

1)电极制备

将根据实施例1制备的纳米碳催化剂、Nafion(5％)和适量的溶剂(乙醇)混合以制备旋转圆盘电极(RDE)形成浆料。Nafion为50μl。将RDE形成浆料涂覆在作为RDE基底的玻璃碳电极上，然后在将温度从室温逐渐升至30℃的同时对其进行干燥过程，从而制备RDE。使用RDE作为工作电极以如下所述评价催化剂。

2)ORR活性评价

以如下方式评价ORR活性：将氧气溶解在电解质中直至电解质饱和，然后在从开路电压(OCV)以负向(negative direction)扫描的方法测量电流(扫描速率：5mV/s，电极旋转速率：400rpm)。

3)寿命评价

采用电化学方法对电催化剂从0-1.05V进行循环伏安扫描，采用加速老化试验(

AAT)研究催化剂扫描前后的ORR活性。将催化剂试验前后的氧还原催化活性进行对比，研究其寿命。

应用例2-12：电极制备和ORR活性评价

除了使用根据制备例2-12制备的催化剂代替根据制备例1制备的催化剂之外，其他实验条件与应用例1相同。

图1为实施例1和2制备的掺杂纳米碳催化剂氧化原极化曲线。

从图1可以看出，两种催化剂具有较好的催化活性。随着催化剂种中金属含量的提高，催化剂的性能提高。

图2为为实施例1和2制备的掺杂纳米碳催化剂循环扫描曲线。从图中可以看，随着催化剂中金属含量的降低，催化剂的电流变小，活性面积变小，从而导致性能降低。

图3和图4分别为实施例1和对比例1的催化剂寿命试验前后的氧化原极化曲线。

从图3和4可以看出，实施例1制备的催化剂在此测试条件下具有比Pt/C更好的稳定性。

应理解，本文中所描述的示例性实施方式应认为仅是说明性的并且不用于限制目的。各实施方式中特征或者方面的描述通常应认为可用于其它实施方式中的其它类似特征或者方面。

Claims (10)

1.一种燃料电池用掺杂纳米碳电催化剂，其特征在于：通过将含氮和/或硼有机前驱体和过渡金属盐络合形成复合物，再加入纳米碳作为载体，采用微波加热法对混合物加热、反应，待反应完全后，将其过滤、干燥，并将反应后得到的产物于惰性气氛和/或还原气氛下，在500℃～1500℃高温处理得到掺杂纳米碳电催化剂；

其中催化剂中的过渡金属质量百分含量为0.5～20％；氮和/或硼的质量百分含量为0.5～15％；纳米碳的质量百分含量为60-99％。

2.按照权利要求1所述的电催化剂，其特征在于：其制备过程如下，

1)将过渡金属盐溶液B滴加到含氮和/或硼有机前驱体溶液A中，搅拌≥0.5h，使其混合均匀，得到溶液C；

2)将纳米碳添加到溶液C中，混合均匀得到混合物D；

3)将混合物D在惰性气氛下，采用微波辐射法于40℃-150℃反应≥10s，停留≥10s，反应与停留的过程反复进行二次以上，得到混合物E；

4)将混合物E用水、乙醇、异丙醇中的一种或二种以上的混合液洗涤后过滤，固体物质真空干燥，得到固体粉末F；

5)将固体粉末F于500℃～1500℃的惰性气氛和/或还原气氛下处理至少0.5h得到固体粉末G。

3.按照权利要求1或2所述电催化剂，其特征在于：所述含氮有机前驱体为乙二胺、己二胺、尿素、硫脲、三聚氰胺、聚丙烯腈、吡咯、酞菁染料中的一种或二种以上；所述含硼有机前驱体为三氯环硼氮烷、硼酸、硼酸钠、硼酸铁以及苯基硼化物中的一种或二种以上；

所述纳米碳为炭黑、石墨碳、碳纳米管、碳微球、有序介孔碳、石墨烯、碳凝胶和碳纤维中的一种或二种以上。

4.按照权利要求1或2所述电催化剂，其特征在于：所述金属盐为IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IB和IIB族中的一种或二种以上金属元素的可溶性金属盐；

所述可溶性金属盐为金属的硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、卤化物、乙酰丙酮化物、或大环络合物卟啉化物、酞箐化物中的一种或二种以上可共溶性盐。

5.按照权利要求4所述电催化剂，其特征在于：

所述金属元素为Fe、Co、Ni、Mo、Cu、Zn、Ir、V、Cr、Mn、Ti、W中的一种或二种以上。

6.按照权利要求1或2所述电催化剂，其特征在于：

所述惰性气氛为氮气、Ar气或He气中的一种或二种以上；还原气氛为氨气或CH₃CN气氛。

7.按照权利要求2所述电催化剂，其特征在于：

所述溶液A和溶液B所用溶剂为C₁～C₈一元醇、C₂～C₈二元醇或C₃～C₈三元醇中的一种或二种以上，浓度为0.01M-3M。

8.按照权利要求2所述电催化剂，其特征在于：

所述过渡金属盐溶液B中金属与纳米碳的摩尔比为1∶100～1∶10；含氮有机前驱体溶液A中氮元素与纳米碳的摩尔比为1∶200～1∶5。

9.按照权利要求2所述电催化剂，其特征在于：所述固体粉末G还可采用酸性溶液洗涤。

10.一种权利要求1-9中任一所述电催化剂在燃料电池中的应用，其特征在于：

所述电催化剂用作燃料电池的阴极催化剂，燃料电池包括阴极、阳极及介于阴极和阳极之间的聚合物电解质膜，其中所述阴极至少包括权利要求1所述催化剂中的一种或二种以上。

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