[发明专利]一种无膜无氧直接甲醇燃料电池

权利要求书

1.一种无膜无氧直接甲醇燃料电池，包括阳极液流场板(1)、阴极液流场板(9)，其特征在于，在阳极液流场板(1)和阴极液流场板(9)之间依次堆叠阳极片、电解液承载腔体(6)和阴极片，所述的电解液承载腔体(6)内含有电解液(5)，阳极使用甲醇为燃料，阴极采用具有高电化学反应活性、高电位的氧化还原电对的溶液为氧化剂；所述的阴极液流场板(9)输入的氧化剂溶液中含有的氧化还原电对包括Fe³⁺/Fe²⁺、Mn⁷⁺/Mn²⁺或V⁵⁺/V²⁺，其中高价离子与低价离子的浓度比为10:1-3:1；

所述的阳极片通过以下方法制得：将PtRuM/C催化剂加入Nafion乳液和去离子水超声分散20-80min，形成均匀的催化剂浆料，然后将所制得的催化剂浆料均匀地涂覆在阳极扩散层两侧，再在真空烘箱中60-120℃下干燥2-12h，制得阳极片；所述的阳极片中PtRuM/C催化剂中M代表非铂族金属元素；

所述的阴极片通过以下方法制得：将炭黑粉末与Nafion乳液混合成均匀的浆料并均匀地涂覆在碳纸两侧，然后在真空烘箱中60-120℃下干燥4-10h，制得阴极扩散层，即阴极片。

2.根据权利要求1所述的一种无膜无氧直接甲醇燃料电池，其特征在于，所述的电解液承载腔体(6)的厚度为0.1-2.0mm。

3.根据权利要求1所述的一种无膜无氧直接甲醇燃料电池，其特征在于，所述的电解液(5)为浓度0.1-2.0mol/L的硫酸溶液，或浓度0.1-2.5mol/L的高氯酸溶液。

4.根据权利要求1所述的一种无膜无氧直接甲醇燃料电池，其特征在于，所述的阳极液流场板(1)输入的阳极液为浓度0.1-15.0mol/L的甲醇溶液。

5.根据权利要求1所述的一种无膜无氧直接甲醇燃料电池，其特征在于，所述的阳极液流场板(1)和阴极液流场板(9)均采用石墨板。

6.根据权利要求1所述的一种无膜无氧直接甲醇燃料电池，其特征在于，所述的阳极片中PtRuM/C催化剂在阳极扩散层上的负载量为0.2-5.0mg/cm²，阴极片中炭黑在碳纸上的负载量为0.2-4.0mg/cm²。

7.根据权利要求1所述的一种无膜无氧直接甲醇燃料电池，其特征在于，所述的阳极片的制备过程中PtRuM/C催化剂和Nafion乳液的质量体积比为1g:5-20mL，Nafion乳液和去离子水的体积比为1:5-25；所述的PtRuM/C催化剂中PtRuM的含量为10-80wt％，Nafion乳液的浓度为5-20wt％；

所述的阴极片的制备过程中炭黑粉末与Nafion乳液的质量体积比为1g:7-30mL，Nafion乳液的浓度为5wt％。