[发明专利]以甲醇蒸汽为燃料的单元式自呼吸直接甲醇无膜燃料电池在审
申请号: | 201910550052.9 | 申请日: | 2019-06-24 |
公开(公告)号: | CN110190309A | 公开(公告)日: | 2019-08-30 |
发明(设计)人: | 朱恂;张童;张彪;王昊楠;陈蓉;叶丁丁;廖强 | 申请(专利权)人: | 重庆大学 |
主分类号: | H01M8/08 | 分类号: | H01M8/08;H01M8/083;H01M8/04082;H01M8/04276;H01M8/04223;H01M8/04225;H01M8/04746;H01M8/04791 |
代理公司: | 重庆市诺兴专利代理事务所(普通合伙) 50239 | 代理人: | 刘兴顺 |
地址: | 400045 *** | 国省代码: | 重庆;50 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 电解液流道 甲醇 阳极催化层 甲醇蒸汽 阳极气体扩散层 阴极气体扩散层 无膜燃料电池 蒸发 燃料储存罐 阳极流场板 阴极催化层 多孔电极 单元式 渗透膜 自呼吸 闭环 燃料 催化氧化器 多孔隔膜 前端设置 阴极盖板 蒸汽传输 疏水性 微泵 尾端 连通 存储 能源 环保 应用 | ||
1.一种以甲醇蒸汽为燃料的单元式自呼吸直接甲醇无膜燃料电池,包括阳极流场板(6)、阳极气体扩散层(7)、阳极催化层(8)、阴极催化层(11)、阴极气体扩散层(12)和阴极盖板(13);其特征在于:在阳极流场板(6)的前端设置有燃料储存罐(1)、蒸发渗透膜(2)和蒸汽传输层(5);
所述阳极气体扩散层(7)由多孔电极组成,所述阴极气体扩散层(12)由疏水性多孔电极组成,在阳极催化层(8)与阴极催化层(11)之间设置有电解液流道(10);在阳极催化层(8)与所述电解液流道(10)之间还设置有多孔隔膜(9);所述电解液流道(10)的首、尾端连通,形成闭环;在所述电解液流道(10)内设置有催化氧化器(14)和微泵(15),
所述燃料储存罐(1)用于存储甲醇;
所述蒸发渗透膜(2)用于将甲醇蒸发为甲醇蒸汽;
所述蒸汽传输层(5)用以使甲醇蒸汽均匀分布到阳极流场板(6);在蒸汽传输层(5)的侧壁设置有排气孔(4);
所述多孔隔膜(9)用于对甲醇蒸汽进行氧化反应产生的CO2进行阻隔作用,使CO2从排气孔(4)排出;
所述电解液流道(10)用于存储电解液;
所述催化氧化器(14)用于消耗由于燃料渗透到电解液中的甲醇,从而维持电解液中低甲醇浓度,以控制渗透到阴极催化层(11)的甲醇量;
所述微泵(15)用于驱动电解液在所述电解液流道(10)中循环流动,并调节电解液流道(10)内电解液的流量,以控制渗透到阴极催化层(11)的甲醇量。
2.根据权利要求1所述的以甲醇蒸汽为燃料的单元式自呼吸直接甲醇无膜燃料电池,其特征在于:在蒸发渗透膜(2)与蒸汽传输层(5)之间设置有多孔层(3),通过调节多孔层的开孔度来调节进入蒸汽传输层(5)的甲醇蒸汽量。
3.根据权利要求1或2所述的以甲醇蒸汽为燃料的单元式自呼吸直接甲醇无膜燃料电池,其特征在于:所述蒸汽传输层(5)为疏水多孔结构。
4.根据权利要求3所述的以甲醇蒸汽为燃料的单元式自呼吸直接甲醇无膜燃料电池,其特征在于:所述催化氧化器(14)由疏水性多孔电极及催化层组成。
5.根据权利要求4所述的以甲醇蒸汽为燃料的单元式自呼吸直接甲醇无膜燃料电池,其特征在于:所述阴极气体扩散层(12)和所述阴极催化层(11)构成空气自呼吸阴极。
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