氢能专利库

本发明公开了一种镍镧复合材料阴极及其直接碳燃料电池和制备方法。本发明的镍镧复合材料阴极包括两种材料，第一种材料为镍，第二种材料为镧系金属或氧化镧La2O3；本发明的镍镧复合材料阴极便于制成面积大、形状复杂的非晶态和纳米晶薄膜材料，适合连续作业和大规模生产；而且合金膜的组成容易控制，生产工艺简单，成本较低等；采用本发明的镍镧复合材料阴极的直接碳燃料电池DCFC在中温下放电性能稳定，输出了较高的功率密度和电流密度，具有较高的燃料转化效率；本发明采用的镍镧复合材料不溶解，不会污染熔融碱电解质和熔融碳酸盐电解质。

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。

本发明公开了一种以共晶熔融氢氧化物混合物为电解质的直接碳燃料电池。本发明的直接碳燃料电池包括：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、阴极管道、空气循环装置、节气片、电解质和碳燃料；电解质采用共晶熔融氢氧化物混合物，能够提高整个电解质的导电性能，提升电解质活性，有利于电极界面与反应界面的充分接触以及界面固体产物层的剥离，降低欧姆阻抗和活化阻抗；阴极采用镍镧复合材料，并且加工成多维立体形状，可以有效提高单位空间内的电化学反应；阴极进气采用浓度不低于35％水汽的氧气或空气混合气体，可以有效地避免电解质中氢氧根的消耗。

本发明公开了一种阴极进气可反馈控制的直接碳燃料电池及其控制方法。本发明的直接碳燃料电池包括：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、电解质和碳燃料；本发明通过增加了电子控制单元、节气片、空气循环装置和电磁阀等可控流量系统，很好地实现了阴极进气的流量控制，提高了阴极反应速度和导电性能，实现了电流密度输出的稳定性；电子控制单元设定了熔融碱溶液电解质不同温度下的电流密度参考值，并且实现了节气片的多级调节，能够更好地控制进气流量，实现稳定控制；阴极进气采用不低于35％水汽的氧气或空气的混合气体，可以有效地避免电解质中氢氧根的消耗。