[发明专利]直接碳燃料电池的微米碳流体气相造泡装置及其造泡方法

摘要

本发明公开了一种直接碳燃料电池的微米碳流体气相造泡装置及其造泡方法。本发明通过流化床装置形成湍流，并在阳极进气口设置了布风板，碳与氧气反应产生的二氧化碳气体在阳极气体循环装置和布风板的作用下，产生气泡，碳颗粒高密度聚集在气泡的表面，增加局部碳浓度，气泡再与阳极接触时破碎，消除层流内层，提高传质速度增加电池功率密度；并且碳燃料微米加工成碳颗粒，在流化气体作用下，形成微米流体，使得碳燃料的直接电化学反应界面从二维拓展到三维，增加气、液、固三相的反应界面和反应频度，大大提高了传质速度，提高了单位时间和空间内的功率密度；电解质采用三种溶液的复配溶液，优化电解质的物理性能，降低电解质的湍流流速。

主权项

一种直接碳燃料电池的微米碳流体气相造泡装置，其特征在于，所述造泡装置包括：反应装置、阳极板仓、阴极板仓、阳极、阴极、阳极集流板、阴极集流板、微孔隔板、流化床阳极管道、流化床阴极管道、阳极气体循环装置、阴极气体循环装置、电解质、碳燃料和布风板；其中，在反应装置内盛放电解质；筒状的阳极板仓和阴极板仓分别设置在反应装置的底部；阳极和阴极分别放置在阳极板仓和阴极板仓内；具有孔洞的阳极集流板和阴极集流板分别从反应装置的顶部穿入并伸入到阳极板仓和阴极板仓中，阳极集流板和阴极集流板分别连接至电流表；在阳极板仓和阴极板仓之间设置微孔隔板；在反应装置的底部并位于阳极板仓内设置阳极进气口，在反应装置的顶部并与阳极进气口相对的位置设置阳极出气口，流化床阳极管道的两端分别连接阳极进气口和阳极出气口；在流化床阳极管道上设置阳极气体循环装置；阳极进气口、阳极出气口、流化床阳极管道和阳极气体循环装置构成阳极流化床装置，阳极流化床装置中通有阳极流化气体；在反应装置的底部并位于阴极板仓内设置阴极进气口，在反应装置的顶部并与阴极进气口相对的位置设置阴极出气口，流化床阴极管道的两端分别连接阴极进气口和阴极出气口；在流化床阴极管道上设置阴极气体循环装置；阴极进气口、阴极出气口、流化床阴极管道和阴极气体循环装置构成阴极流化床装置，阴极流化床装置中通有阴极流化气体；在阳极板仓内放置的碳燃料为碳颗粒；在阳极进气口处设置布风板；碳与氧气反应产生的二氧化碳气体在阳极气体循环装置和布风板的作用下，产生气泡，气泡的表面张力引起碳颗粒聚集在气泡的表面。