[发明专利]一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置

权利要求书

1.一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置，其特征在于，包括密闭容器(1)、密封盖体(2)、电解质槽(3)、阳极进气导管(4)、阴极进气导管(5)、电池阳极(6)、电池阴极(7)、阳极连接体(8)、阴极连接体(9)、阳极出气管(10)、阴极出气管(11)及进料漏斗(12)；

密闭容器(1)的顶部设置密封盖体(2)，电解质槽(3)设置在密闭容器(1)中，电解质槽(3)中盛装有熔盐电解质(13)；阳极进气导管(4)贯穿密封盖体(2)设置，阳极进气导管(4)的下端伸入熔盐电解质(13)中，并与电池阳极(6)连接；阳极进气导管(4)的上端露出密封盖体(2)后与阳极连接体(8)连接，阳极连接体(8)的第一端口与阳极载气源连通，阳极连接体(8)的第二端口与进料漏斗(12)的出口端连接，进料漏斗(12)内设置有碳燃料；

阴极进气导管(5)贯穿密封盖体(2)设置，阴极进气导管(5)的下端伸入熔盐电解质(13)中，并与电池阴极(7)连接；阴极进气导管(5)的上端露出密封盖体(2)后与阴极连接体(9)连接，阴极连接体(9)与阴极气源连通；阳极尾气通过阳极出气管(10)从密闭容器(1)中导出，阴极尾气通过阴极出气管(11)从密闭容器(1)中导出。

2.根据权利要求1所述的一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置，其特征在于，熔盐电解质(13)采用锂钠钾三元共晶碳酸盐。

3.根据权利要求2所述的一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置，其特征在于，锂钠钾三元共晶碳酸盐的制备方法为：

将碳酸锂、碳酸钠及碳酸钾按质量比为(1-3)：(1-6)：(1-8)的比例，研磨均匀混合；

在600-800℃条件下，加热1-4h，得到所述锂钠钾三元共晶碳酸盐。

4.根据权利要求1所述的一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置，其特征在于，电池阴极(7)采用圆片型阴极，圆片型阴极采用氢氧化锂、氧化亚镍及三元共晶碳酸盐压实，烧结制作而成。

5.根据权利要求4所述的一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置，其特征在于，圆片型阴极的制作方法具体为：

将氢氧化锂与氧化亚镍按摩尔比为(1-5)：(5-9)的比例，研磨均匀混合，压实，烧结，得到锂化氧化镍；

将锂化氧化镍与三元共晶碳酸盐按质量比为(10-5)：5的比例，研磨均匀混合，烧结得到所述的圆片型阴极。

6.根据权利要求1所述的一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置，其特征在于，电池阳极(6)采用卷曲状多孔镍网，卷曲状多孔镍网的孔径为1μm-1mm。

7.根据权利要求1所述的一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置，其特征在于，碳燃料包括高纯碳及三元共晶碳酸盐；高纯碳与三元共晶碳酸盐的质量比为1：(1-10)；其中，高纯碳为炭黑或活性炭。

8.根据权利要求1所述的一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置，其特征在于，电解质槽(3)采用刚玉坩埚；阳极进气导管(4)、阴极进气导管(5)、阳极出气管(10)及阴极出气管(11)均采用刚玉管，刚玉坩埚及刚玉管均采用99.5％刚玉制作。

9.根据权利要求1所述的一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置，其特征在于，阳极连接体(8)、阴极连接体(9)及进料漏斗(12)均采用99％石英制作。

10.根据权利要求1所述的一种可持续供料的熔盐电解质直接碳燃料电池装置，其特征在于，还包括阳极集流导线(14)及阴极集流导线(15)，阳极集流导线(14)的一端与电池阳极(6)连接，另一端与负载连接；阴极集流导线(15)的一端与电池阴极(7)连接，另一端与负载连接。