[发明专利]一种直接醇类燃料电池阴极支撑体材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种直接醇类燃料电池阴极支撑体材料的制备方法。其技术方案是采用酚醛树脂为原料，加入添加剂，将混合料置入炭化炉中在真空状态下进行炭化，炭化温度为600‑800℃，炭化好所得的热解炭经过粉碎分级机粉碎分级后，所得5‑30um的料通过加入包覆剂包覆,再采用300℃将包覆剂在热解炭表面交联，形成包覆壳。包覆后的物料经700℃炭化、2800℃高温石墨化后制得的热解炭粒度分布均匀。其有益效果是：本发明的阴极支撑体孔隙率42.6%,电阻率0.0208Ω.cm,抗折强度6.66 MPa,抗压强度17.35 MPa,具有收缩率低、变形量小、电导率高、力学性能好等特点。另外，本发明以高的性价比为国内燃料电池行业提供阴极支撑体材料，降低这些行业的制造成本，提高其性能。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池阴极支撑体材料的制备方法，特别涉及一种直接醇类燃料电池阴极支撑体材料的制备方法。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高; 另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。

直接醇类燃料电池无须中间转化装置，因而系统结构简单,体积能量密度高,还具有起动时间短、负载响应特性佳、运行可靠性高,在较大的温度范围内都能正常工作,燃料补充方便等优点。其中，直接醇类燃料电池阴极支撑体材料属于高新技术产品，主要用于直接醇类燃料电池中作阴极支撑体材料，其制造技术要求高，现有技术难以满足市场大规模的需求。

中国专利文献公开号101546832B，专利名称为《直接醇类燃料电池异型多孔阴极支撑体材料》，由中间相碳微球粉末、石墨粉末及氧化锌、氧化钙、碳酸氨、碳酸钙、氧化镁或二氧化硅混合后，采用凝胶注模或模压成型，再在经埋碳烧结制成产品。用本发明获得的直接醇类燃料电池异型多孔阴极支撑体制作异型直接醇类燃料电池，重量轻、体积小，可以存储燃料，便于携带。但是其制作仍然不能满足现有市场需要。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种直接醇类燃料电池阴极支撑体材料的制备方法，通过该种方法可以制造出直接醇类燃料电池阴极支撑体材料产品，同时可大幅度地降低制备成本，有较高的性价比。

本发明提到的一种直接醇类燃料电池阴极支撑体材料的制备方法，其技术方案是包括以下过程：以下按质量比：

将酚醛树脂经水洗、50℃烘干，得到酚醛树脂原料，将处理好的酚醛树脂原料及N-甲基吡咯烷酮按质量比50：1加入炭化炉内，抽真空，按3-5℃/min加热至600-800℃，恒温3-5小时后，自然降温至室温，将得到的热解炭用粉碎机粉碎至35um以细区段，再采用分级机将其中5-30um粉末分级出，该粉末按质量比1：100添加甲基碳酸乙酯后在搅拌釜中搅拌2-3小时，釜温控制在90-100℃，之后，将所得混合料置入烘箱中按5-10℃/min升温速率加热至300℃，恒温2-3小时，之后，将物料在真空状态下按10-15℃/min升温速率加热至700℃，恒温2-3小时，炭化后的物料在密闭状态下按10-15℃/min升温速率加热至2800℃，恒温2-3小时，所得物料再经分级处理后将其中5-30um的料分级出，所制得的热解炭粉末粒度分布均匀，为直接醇类燃料电池阴极支撑体材料。

本发明提到的第二种直接醇类燃料电池阴极支撑体材料的制备方法，其技术方案是包括以下过程：以下按质量比：