[发明专利]一种便携式凝胶型自呼吸微型无膜燃料电池

权利要求书

1.一种便携式凝胶型自呼吸微型无膜燃料电池，包括相对设置的自呼吸阴极电极(3)和自呼吸阳极电极(10)；所述自呼吸阴极电极(3)和自呼吸阳极电极(10)均包括催化层；

其特征在于：

在自呼吸阴极电极(3)与自呼吸阳极电极(10)之间设置有阴极水凝胶(4)和阳极水凝胶(9)；阴极水凝胶(4)设置在自呼吸阴极电极(3)一侧，阳极水凝胶(9)设置在自呼吸阳极电极(10)一侧，所述阳极水凝胶(9)与自呼吸阳极电极(10)的催化层接触构成阳极反应界面，所述阴极水凝胶(4)与自呼吸阴极电极(3)的催化层接触构成阴极反应界面；

所述阳极水凝胶(9)由水凝胶浸没在一定浓度的燃料与电解液的混合溶液中直至水凝胶达到饱和而获得；所述阴极水凝胶由水凝胶浸没在一定浓度的电解液溶液中直至水凝胶达到饱和而获得；

所述自呼吸阳极电极(10)与空气接触面设置有二氧化碳选择性透过膜(11)。

2.根据权利要求1所述的便携式凝胶型自呼吸微型无膜燃料电池，其特征在于：所述燃料电池还设置有阴极盖板(1)和阳极板(13)；阴极盖板(1)上设置有阴极空气呼吸孔(2)，自呼吸阴极电极(3)放置在阴极空气呼吸孔(2)内，阳极板(13)设置有阳极自呼吸通孔(12)，自呼吸阳极电极(10)放置在阳极自呼吸通孔(12)内，并通过二氧化碳选择性透过膜(11)与空气接触。

3.根据权利要求1或2所述的便携式凝胶型自呼吸微型无膜燃料电池，其特征在于：所述水凝胶采用壳聚糖水凝胶或琼脂水凝胶。

4.根据权利要求2所述的便携式凝胶型自呼吸微型无膜燃料电池，其特征在于：所述燃料电池还设置有水凝胶封装腔室(5)，该水凝胶封装腔室为具有长方形通孔的长方体，由第一端板(5a)、第二端板(5b)、第三端板(5c)和第四端板(5d)构成，第一端板(5a)、第二端板(5b)、第三端板(5c)和第四端板(5d)的上端固定在阴极盖板(1)上，第一端板(5a)至第四端板(5d)的下端固定在阳极板(13)，阴极水凝胶(4)和阳极水凝胶(9)放置在水凝胶封装腔室内。

5.根据权利要求4所述的便携式凝胶型自呼吸微型无膜燃料电池，其特征在于：所述第一端板(5a)上设置有通孔，所述第一端板(5a)的外侧设置有燃料储液罐(7)，所述燃料储液罐(7)的出液端穿过第一端板(5a)上的通孔与阳极水凝胶(9)连接；所述燃料储液罐(7)上设置有补液阀(6)。

6.根据权利要求4所述的便携式凝胶型自呼吸微型无膜燃料电池，其特征在于：所述第一端板(5a)上设置有通孔，所述第一端板(5a)的外侧设置有压力调节器(8)，所述压力调节器(8)设置有伸缩臂，所述伸缩臂穿过第一端板(5a)上的通孔，向阳极水凝胶(9)施加压力。

7.根据权利要求1所述的便携式凝胶型自呼吸微型无膜燃料电池，其特征在于：

所述自呼吸阴极电极(3)由具有整平层的疏水多孔碳纸和Pt/C催化层组成；

所述自呼吸阳极电极(10)由具有整平层和疏水性的多孔碳纸以及具有亲水性的Pd/C催化层组成，或者所述自呼吸阳极电极(10)由具有整平层和疏水性的多孔碳布以及具有亲水性的Pd/C催化层组成。