[发明专利]直接碳燃料电池的微米碳流体气相造泡装置及其造泡方法

权利要求书

1.一种直接碳燃料电池的微米碳流体气相造泡装置，其特征在于，所述造泡装置包括：反应装置、阳极板仓、阴极板仓、阳极、阴极、阳极集流板、阴极集流板、微孔隔板、流化床阳极管道、流化床阴极管道、阳极气体循环装置、阴极气体循环装置、电解质、碳燃料和布风板；其中，在反应装置内盛放电解质；筒状的阳极板仓和阴极板仓分别设置在反应装置的底部；阳极和阴极分别放置在阳极板仓和阴极板仓内；具有孔洞的阳极集流板和阴极集流板分别从反应装置的顶部穿入并伸入到阳极板仓和阴极板仓中，阳极集流板和阴极集流板分别连接至电流表；在阳极板仓和阴极板仓之间设置微孔隔板；在反应装置的底部并位于阳极板仓内设置阳极进气口，在反应装置的顶部并与阳极进气口相对的位置设置阳极出气口，流化床阳极管道的两端分别连接阳极进气口和阳极出气口；在流化床阳极管道上设置阳极气体循环装置；阳极进气口、阳极出气口、流化床阳极管道和阳极气体循环装置构成阳极流化床装置，阳极流化床装置中通有阳极流化气体；在反应装置的底部并位于阴极板仓内设置阴极进气口，在反应装置的顶部并与阴极进气口相对的位置设置阴极出气口，流化床阴极管道的两端分别连接阴极进气口和阴极出气口；在流化床阴极管道上设置阴极气体循环装置；阴极进气口、阴极出气口、流化床阴极管道和阴极气体循环装置构成阴极流化床装置，阴极流化床装置中通有阴极流化气体；在阳极板仓内放置的碳燃料为碳颗粒；在阳极进气口处设置布风板；碳与氧气反应产生的二氧化碳气体在阳极气体循环装置和布风板的作用下，产生气泡，气泡的表面张力引起碳颗粒聚集在气泡的表面。

2.如权利要求1所述的造泡装置，其特征在于，所述碳燃料被加工成400～650目的碳颗粒，即每个碳颗粒的直径在21～38um之间。

3.如权利要求1所述的造泡装置，其特征在于，所述电解质采用NaOH、KOH和NaCO₃的复配方溶液，或者NaOH、KOH和K₂CO₃的复配方溶液。

4.如权利要求1所述的造泡装置，其特征在于，所述阳极气体循环装置或阴极气体循环装置采用自吸式气液反应器。

5.如权利要求1所述的造泡装置，其特征在于，所述阴极采用镍镧复合材料阴极，包括两种材料，第一种材料为镍，第二种材料为镧系金属或氧化镧La₂O₃；镧系金属采用镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的一种；其中，第一种材料镍的摩尔百分含量占85～93％，第二种材料的摩尔百分含量占7～15％。

6.如权利要求1所述的造泡装置，其特征在于，所述布风板包括：气体入口、分布板和布风管道，其中，分布板的两个表面分别安装气体入口和布风管道，阳极流化气体从气体入口进入，经分布板后，从布风管道流出。

7.如权利要求1所述的造泡装置，其特征在于，所述分布板为具有开孔阵列的平板。