[发明专利]膜电极及采用该膜电极的生物燃料电池

权利要求书

1.一种膜电极，其包括：一质子交换膜，一阳极电极及一阴极电极，所述 阳极电极与阴极电极分别设置于该质子交换膜两个相对的表面，其特征 在于，所述阳极电极包括多个碳纳米管长线复合结构，该碳纳米管长线 复合结构由碳纳米管长线和酶催化剂组成，所述碳纳米管长线由多个碳 纳米管组成，所述碳纳米管表面包括多个羧基或羟基，所述酶催化剂通 过该羧基或羟基均匀吸附于碳纳米管表面。

2.如权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述阳极电极包括多个碳纳米 管长线复合结构平行排列或交叉设置于该质子交换膜的表面。

3.如权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述碳纳米管长线复合结构的 直径均为1微米~1毫米。

4.如权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述碳纳米管长线复合结构均 包括多个首尾相连的碳纳米管择优取向排列。

5.如权利要求4所述的膜电极，其特征在于，所述碳纳米管沿碳纳米管长线 复合结构的轴向平行排列。

6.如权利要求4所述的膜电极，其特征在于，所述碳纳米管沿碳纳米管长线 复合结构的轴向螺旋排列。

7.如权利要求4所述的膜电极，其特征在于，所述碳纳米管长线复合结构中 相邻的碳纳米管之间通过范德华力紧密结合。

8.如权利要求4所述的膜电极，其特征在于，所述碳纳米管的长度为200~900 微米，直径小于50纳米。

9.如权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述酶催化剂包括氧化酶或脱 氢酶。

10.如权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述阴极电极包括至少一碳纳 米管长线复合结构，且该碳纳米管长线复合结构包括碳纳米管长线及催 化剂分布于该碳纳米管长线中。

11.如权利要求10所述的膜电极，其特征在于，所述催化剂为贵金属颗粒， 其材料为铂、金或钌中的一种或其任意组合的混合物，该贵金属颗粒均 匀分布于该碳纳米管长线中。

12.如权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述阴极电极包括一扩散层以 及形成于该扩散层表面的催化剂层，且该催化剂层设置于质子交换膜与 扩散层之间。

13.如权利要求12所述的膜电极，其特征在于，所述扩散层为碳纳米管层或 碳纤维纸。

14.一种生物燃料电池，其包括：一质子交换膜；一阳极电极与一阴极电极， 所述阳极电极与阴极电极分别设置在该质子交换膜两个相对的表面；一 装有生物燃料的容室，且阳极电极浸泡于该生物燃料中；一导流板设置 于阴极电极远离质子交换膜的表面；以及一个供气和抽气装置与该导流 板相连通，其特征在于，所述阳极电极包括多个碳纳米管长线复合结构， 该碳纳米管长线复合结构由碳纳米管长线和酶催化剂组成，所述碳纳米 管长线由多个碳纳米管组成，所述碳纳米管表面包括多个羧基或羟基， 所述酶催化剂通过该羧基或羟基均匀吸附于碳纳米管表面。

15.如权利要求14所述的生物燃料电池，其特征在于，所述阴极电极包括至 少一碳纳米管长线复合结构，且该碳纳米管长线复合结构包括碳纳米管 长线及催化剂分布于该碳纳米管长线中。

16.如权利要求15所述的生物燃料电池，其特征在于，所述催化剂为贵金属 颗粒，其材料为铂、金或钌中的一种或其任意组合的混合物，该贵金属 颗粒均匀分布于该碳纳米管长线中。