[发明专利]一种无膜的直接醇燃料电池及其制造方法

权利要求书

1. 一种无膜的直接醇燃料电池的制造方法，其特征在于，包括步骤：

（1）将一定量的多壁碳纳米管（MWCNT）与PdCl₂溶液120 mL和NiCl₂ 溶液20 mL混合后，再往其中加入50 mL水，超声30 min 后再搅拌1~5h；然后，在搅拌下，用1~3mol·L^-1 NaOH调节悬浮液pH 值至8，缓慢滴入3~7 mLNaBH₄（百分比50%）溶液，超声20 min 后继续搅拌1 h；用二次水洗涤，于60 ℃干燥，得到MWCNT负载的PdNi纳米催化剂颗粒（PdNi/MWCNT）；

其中，PdCl₂溶液浓度为3~10 mmol·L^-1，NiCl₂ 溶液浓度为4~15 mmol·L^-1，多壁碳纳米管（MWCNT）的质量为0.1 ~ 0.3 g； 

（2）将硝酸银与Co(NO₃)₂·6H₂O溶于100ml无水乙醇，加入77mg处理好的碳纳米管，超声半小时，命名为A液；同时称取2g NaOH溶于50ml无水乙醇，此为B液；在搅拌下将B液缓慢倒入A液，将A液和B液的混合液转移至两个100ml的反应釜内，放进180 ^oC红外干燥箱内反应1~4个小时后取出；将反应物移出并过滤洗涤至中性，干燥，得到MWCNT负载的AgCo催化剂颗粒（AgCo/MWCNT）；

其中，硝酸银摩尔数为0.25~0.65 mmol，Co(NO₃)₂·6H₂O的摩尔数为0.3~0.7 mmol；

（3）电池的阳极的制备方法：称取120~200mg PdNi纳米催化剂颗粒（PdNi/MWCNT），加入2~7无水乙醇，超声分散1小时，随后搅拌1小时，超声过程中慢慢滴加0.06~0.16 ml PTFE（60%），使催化剂形成粘稠的悬浊液；将悬浊液均匀涂抹在不锈钢网的两个表面上，将电极在氮气氛围下240℃烘30min，以去除PTFE乳液中的表面活性剂，随后在340℃下烧结1h以形成疏水的网络结构；干燥完的电极用压片机在10MPa下压成所需要的电极片；

（4）电池的阴极按下列三个步骤制备：

步骤一：催化层的制备

将0.4~0.8g碳粉（活性炭）、0.1~0.4g MWCNT负载的AgCo催化剂颗粒（AgCo/MWCNT）加入到15ml无水乙醇中，超声15分钟后混合均匀，放在80℃水浴中搅拌，逐滴加入0.1~0.4 ml PTFE(60%)，边搅拌边拌成混合均匀的凝膏，碾压，晾干；

步骤二：防水透气层的制备：

将0.4~0.8g碳粉（活性炭）、0.4~1.6g研磨的无水硫酸钠加入到15ml无水乙醇中，超声15分钟后混合均匀，放在80℃水浴中搅拌，逐滴加入0.4~0.8 ml PTFE(60%)，边搅拌边拌成混合均匀的凝膏，碾压，将防水透气膜放入冷水中，缓慢加热至沸腾，保持30min，放入干燥箱逐渐加热温度到120℃恒温1小时；

步骤三：阴极的制备

将催化层、不锈钢网和防水透气层以205KN的压力热压成型，样品成型后在马弗炉中300℃焙烧2小时，即制备成阴极；

（5）将上述阳极片和阴极片组装成无膜的直接醇燃料电池，其中，阳极片两面各配置一块阴极片；阴极片涂有催化剂的一面朝向阳极片，涂防水透气层的一面与空气接触；电解质为含有醇的氢氧化钠溶液。

2.根据权利要求1所述的一种无膜的直接醇燃料电池的制造方法，步骤（5）中，电解质为含有醇的氢氧化钠溶液，所述醇包括甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇，其浓度为0.1~3 mol·L^-1；氢氧化钠浓度为0.1~2 mol·L^-1。

3.一种根据权利要求1或2所述的一种无膜的直接醇燃料电池的制造方法制造的电池。