[发明专利]一种生物质碱性燃料电池阳极的制备方法

说明书

本发明属于燃料电池技术领域，公开了一种生物质碱性燃料电池阳极的制备方法，先对将泡沫镍预处理，然后采用电沉积法得到沉积NiCo₂O₄‑CuO复合金属氧化物的泡沫镍；干燥后灼烧得到纳米NiCo₂O₄‑CuO修饰的泡沫镍；将活性炭粉末与无水乙醇混合，滴加聚四氟乙烯乳液，水浴加热得到橡皮泥状物质，将橡皮泥状物质揉捏均匀平铺在泡沫镍两侧辊压至厚度为5～8mm。本发明将NiCo₂O₄与CuO复合提高催化性能，添加烟酰胺使其具有更多的催化葡萄糖氧化位点和更高的导电性；使用电沉积法保证结合更为牢固，重复性更好，传递电子更加容易；辊压活性炭起到保护作用，解决了重复利用率低的问题。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体的说，是涉及一种使用具有三维网状结构的泡沫镍作为集电体、烟酰胺作为碳源、PTFE为粘结剂、泡沫镍上修饰NiCo₂O₄-CuO复合纳米材料作为催化剂的应用于生物质碱性燃料电池的阳极材料制备方法。

背景技术

能源危机和环境恶化成为阻碍人类社会可持续发展的两个主要障碍，因此对于新能源开发的要求越发强烈。燃料电池具有能量密度高、使用寿命长、污染小、可连续工作等优点，因而被认为是未来便携电子产品的主要替代能源之一。现阶段燃料电池技术面临着成本较高、产能较低、大型化处理能力有限等一系列问题。生物质碱性燃料电池，是一种在碱性环境中能将储存在生物质中的化学能通过阳极和阴极的氧化还原反应直接转化为电能的装置，具有能力转化效率高、环境污染小、模块化强、负荷相应快等优点。研究生物质燃料电池对于生物质能源的利用，对解决人类对能源的需求问题具有十分重要的意义。

阳极阴极催化剂的选择、电池底物、反应温度等因素共同影响燃料电池的能量输出，其中阳极催化剂的选择对提高电池性能和稳定性具有十分重要的作用。常见的贵金属如金、铂等作为催化剂的催化性能好，性质稳定，但容易发生催化剂中毒的现象。许多研究表明钯、钌等贵金属可以避免催化剂中毒问题，提高电池性能，但成本过高。随着碱性生物质燃料电池技术的发展，阳极催化剂的选择也越来越多样性。Cindy X.Zhao等人使用不会发生催化剂中毒的泡沫镍做阴阳极使电池性能提高了6倍；Abdullah M等人利用化学沉积法制备出了NiO修饰的氮掺杂碳纳米纤维电极，增加了材料的比表面积和活性物质的利用率，提升了对甲醇的电催化氧化活性。