3]根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方案的燃料電池包括堆棧、燃料供應(yīng)部以及氧化劑供應(yīng)部。
[0044]圖10示意性地示出了燃料電池的結(jié)構(gòu)，該燃料電池包括堆棧60、氧化劑供應(yīng)部70和燃料供應(yīng)部80。
[0045]堆棧60包括一個(gè)或兩個(gè)或更多個(gè)上述的膜電極組件，并且在包括兩個(gè)或更多個(gè)膜電極組件的情況下，堆棧60包括插入它們之間的隔板。所述隔板起到防止膜電極組件電氣連接，并將由外部供應(yīng)的燃料和氧化劑輸送至膜電極組件的作用。
[0046]氧化劑供應(yīng)部70起到向堆棧60供應(yīng)氧化劑的作用。通常使用氧氣作為所述氧化劑，并且可以通過栗70將氧氣或空氣注入來使用。
[0047]燃料供應(yīng)部80起到向堆棧60供應(yīng)燃料的作用，并且可以由儲(chǔ)存燃料的燃料箱81以及將儲(chǔ)存于燃料箱81中的燃料供應(yīng)至堆棧60的栗82組成。作為燃料，可以使用氣態(tài)或液態(tài)的氫氣或烴燃料。烴燃料的實(shí)例可以包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或天然氣。
[0048]作為所述燃料電池，聚合物電解質(zhì)燃料電池、直接液體燃料電池、直接甲醇燃料電池、直接甲酸燃料電池、直接乙醇燃料電池或直接二甲醚燃料電池等是可行的。
[0049]本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案提供一種載體-金屬納米粒子復(fù)合物，其中，包含第一金屬和第二金屬以及一個(gè)或多個(gè)從外表面連續(xù)的空腔的金屬納米粒子負(fù)載在載體中。
[0050]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，空腔可以是指從金屬納米粒子外表面的一個(gè)區(qū)域連續(xù)的空的空間。所述空腔可以以一條從金屬納米粒子外表面的一個(gè)或兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域至該金屬納米粒子內(nèi)部的一個(gè)區(qū)域的隧道的形式來形成。并且，所述空腔可以以從金屬納米粒子外表面的一個(gè)或兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域穿過該金屬納米粒子的隧道的形式來形成。所述隧道的形式可以為直線、曲線或直線的連續(xù)形式，以及曲線和直線混合的連續(xù)形式。
[0051]圖7示意性地示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的載體-金屬納米粒子復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。參見圖7，金屬納米粒子2負(fù)載于載體I中。金屬納米粒子2具有三個(gè)空腔。在圖7中，示出了三個(gè)空腔，但空腔的數(shù)量可以為一個(gè)或多個(gè)。此外，在圖7中，示出了以一條從金屬納米粒子外表面的一個(gè)區(qū)域至其內(nèi)部一個(gè)區(qū)域的隧道的形式形成的結(jié)構(gòu)，但是可以形成另一結(jié)構(gòu)，例如穿過金屬納米粒子的隧道的形式。
[0052]所述空腔可以起到利用金屬納米粒子的內(nèi)表面積的作用。具體而言，在將金屬納米粒子用于催化劑用途的情況下，該空腔可以用于增大與反應(yīng)物接觸的表面積。因此，所述空腔可以起到使金屬納米粒子表現(xiàn)出高活性的作用。
[0053]具體而言，與沒有空腔的金屬納米粒子相比，本申請(qǐng)所述的金屬納米粒子可以包括空腔而使表面積增大20%至50%。
[0054]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，空腔的直徑可以為金屬納米粒子的粒徑的5%以上且為30%以下，具體為5%至20%，更具體為5%至15%。
[0055]在空腔直徑小于金屬納米粒子粒徑的5%的情況下，無法充分表現(xiàn)出金屬納米粒子的活性。此外，在空腔直徑大于金屬納米粒子粒徑的30%的情況下，無法保持金屬納米粒子的形狀。因此，在空腔直徑為金屬納米粒子粒徑的5%以上且為30%以下，具體為5%至20%，更具體為5%至15%的情況下，可以具有通過空腔而充分增大與反應(yīng)物的接觸面積的優(yōu)點(diǎn)。
[0056]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，前述空腔中的一個(gè)或多個(gè)可以穿過金屬納米粒子。
[0057]并且，在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，空腔可以連續(xù)至金屬納米粒子內(nèi)部的一個(gè)區(qū)域。
[0058]此外，在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，空腔可以為圓柱型。或者，所述空腔可以為碗型。
[0059]在本說明書中，圓柱型不一定是指完美的圓柱，而是指合適的圓柱形狀。
[0060]在本說明書中，碗型可以具有半球形狀或葫蘆瓶形狀。
[0061]圓柱形空腔的直徑可以保持不變。具體而言，本申請(qǐng)所述的圓柱形空腔可以具有約10%的徑差，并且可以連續(xù)地形成。
[0062]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，金屬納米粒子的粒徑可以為Inm以上且為30nm以下，更具體為20nm以下、12nm以下或1nm以下?；蛘?，所述金屬納米粒子的平均粒徑可以為6nm以下。在金屬納米粒子的粒徑為30nm以下的情況下，很大的優(yōu)勢(shì)在于納米粒子可以用于多種領(lǐng)域中。并且，更優(yōu)選金屬納米粒子的粒徑為20nm以下。此外，在金屬納米粒子的粒徑為1nm以下的情況下，由于粒子的表面積進(jìn)一步增大，因此具有應(yīng)用于各種領(lǐng)域的可能性進(jìn)一步提高的優(yōu)勢(shì)。例如，如果將形成為前述粒徑范圍的金屬納米粒子用作催化劑，則其效率可以顯著提高。
[0063]在本說明書中，金屬納米粒子的粒徑是指該金屬納米粒子的橫截面直徑的最大值。
[0064]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，金屬納米粒子的平均粒徑是指使用圖形軟件(MAC-View)，通過測(cè)量200個(gè)以上金屬納米粒子所得的統(tǒng)計(jì)分布來測(cè)量平均粒徑而求得的值。
[0065]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，金屬納米粒子的平均粒徑可以為Inm以上且為30nm以下、Inm以上且為20nm以下、Inm以上且為12nm以下、Inm以上且為1nm以下，以及Inm以上且為6nm以下。
[0066]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，當(dāng)制備金屬納米粒子時(shí)，可以制備一個(gè)或多個(gè)金屬納米粒子。在此情況下，在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，金屬納米粒子的粒徑可以在該金屬納米粒子的平均粒徑的80%至120%的范圍內(nèi)。具體而言，所述金屬納米粒子的粒徑可以在該金屬納米粒子的平均粒徑的90%至110%的范圍內(nèi)。在粒徑偏離前述范圍的情況下，由于金屬納米粒子的尺寸變得總體不均勻，因而難以確保金屬納米粒子所需的固有物理性能。例如，當(dāng)將粒徑偏離金屬納米粒子平均粒徑的80%至120%范圍的金屬納米粒子用作催化劑時(shí)，其效率提高效果會(huì)稍微變得不令人滿意。因此，在粒徑處于本申請(qǐng)說明書的金屬納米粒子的平均粒徑的80%至120%范圍內(nèi)的情況下，可以形成具有均勻尺寸的納米粒子而表現(xiàn)出作為納米粒子的優(yōu)異物理性能。
[0067]在制備兩個(gè)或更多個(gè)根據(jù)本說明書的金屬納米粒子的情況下，本申請(qǐng)說明書所述的包括一個(gè)或多個(gè)從外表面連續(xù)的空腔的金屬納米粒子的含量可以為全部納米粒子含量的50%以上且為100%以下。具體而言，包括一個(gè)或多個(gè)從外表面連續(xù)的空腔的金屬納米粒子的含量可以為全部納米粒子含量的70%以上且為100%以下。
[0068]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，金屬納米粒子可以包括一個(gè)空腔。S卩，所述金屬納米粒子可以僅包括一個(gè)空腔或包括多個(gè)空腔。復(fù)數(shù)是指兩個(gè)以上。
[0069]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，金屬納米粒子可以具有球形形狀。
[0070]在本說明書中，球形形狀不僅是指完美的球形形狀，而且可以包括大致的球形形狀。例如，在所述金屬納米粒子中，球形形狀的外表面可以不平坦，并且在一個(gè)金屬納米粒子中，曲率半徑可以并不是恒定的。
[0071]根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的金屬納米粒子的模擬示意圖示于圖1中。金屬納米粒子負(fù)載于載體中的載體-金屬納米粒子復(fù)合物示于圖2至圖5中。
[0072]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，金屬納米粒子可以包含第一金屬與第二金屬的合金。具體而言，在所述金屬納米粒子中，除空腔以外的區(qū)域可以由第一金屬與第二金屬的合金形成。
[0073]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，在金屬納米粒子中，第一金屬和第二金屬可以均勻地混合。
[0074]在本申請(qǐng)的一個(gè)不例性實(shí)施方案中，第一金屬可以選自屬于周期表第3至第15族的金屬、準(zhǔn)金屬、鑭系金屬和錒系金屬中。具體而言，所述第一金屬可以選自鉑(Pt)、釕(Ru)、銘(Rh)、鉬(Mo)、鋨(Os)、銥(Ir)、錸(Re)、鈀(Pd)、?凡(V)、媽(W)、鈷(Co)、鐵(Fe)、砸(Se)、鎳(Ni)、鉍(Bi)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、金(Au)、鈰(Ce)、銀(Ag)和銅(Cu)中。
[0075]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，第二金屬可以與第一金屬不同。
[0076]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，第二金屬可以選自屬于周期表第3至第15族的金屬、準(zhǔn)金屬、鑭系金屬和錒系金屬中。具體而言，所述第二金屬可以選自鉑(Pt)、釕(Ru)、銘(Rh)、鉬(Mo)、鋨(Os)、銥(Ir)、錸(Re)、鈀(Pd)、?凡(V)、媽(W)、鈷(Co)、鐵(Fe)、砸(Se)、鎳(Ni)、鉍(Bi)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、金(Au)、鈰(Ce)、銀(Ag)和銅(Cu)中。
[0077]作為具體實(shí)例，在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，第一金屬可以選自鉑(Pt)、銀(Ag)、鈀(Pd)和金(Au)中，并且更具體可以為鉑(Pt)。在此情況下，第二金屬可以選自釕(Ru)、銘(Rh)、鉬(Mo)、鋨(Os)、銥(Ir)、錸(Re)、鈀(Pd)、?凡(V)、媽(W)、鈷(Co)、鐵(Fe)、砸(Se)、鎳(Ni)、祕(mì)(Bi)、錫(Sn)、絡(luò)(Cr)、鈦(Ti)、鋪(Ce)、銀(Ag)和銅(Cu)中，并且更具體可以為鎳(Ni)。
[0078]作為其它具體實(shí)例，在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，第一金屬可以選自釕(Ru)、銘(Rh)、鉬(Mo)、鋨(Os)、銥(Ir)、錸(Re)、鈀(Pd)、?凡(V)、媽(W)、鈷(Co)、鐵(Fe)、砸(Se)、鎳(Ni)、祕(mì)(Bi)、錫(Sn)、絡(luò)(Cr)、鈦(Ti)、鋪(Ce)、銀(Ag)和銅(Cu)中，并且更具體可以為鎳(Ni)。在此情況下，第二金屬可以選自鉑(Pt)、銀(Ag)、鈀(Pd)和金(Au)中，并且更具體可以為鉑(Pt)。
[0079]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，第一金屬或第二金屬可以彼此不同，并且第一金屬或第二金屬可以為鎳。
[0080]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，第一金屬或第二金屬可以彼此不同，并且第一金屬或第二金屬可以為鉑。
[0081 ] 在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，第一金屬可以為鎳，第二金屬可以為鉑。
[0082]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，載體可以為碳類