氢能专利库

本发明涉及一种直碳燃料电池领域，特别涉及一种直碳燃料电池的自催化碳燃料的制备技术，由以下制作步骤完成：1）将粒径粉碎至毫米乃至微米级的一种或两种原料混合物，先进行干燥处理，干燥条件是70～100摄氏度；2）然后在无氧或缺氧的环境下，将原料置于管式焦化炉中，在400～800度的中高温的条件下，焦化热分解后，再经过冷却得到具有自催化性能的碳燃料；有益效果是：碳燃料自身属无定形结构，具有较大的比表面积，在直碳燃料电池工作工况下，更易浸润在熔融碳酸盐浴中；同时此碳燃料颗粒自身表面有许多金属离子官能团，既起到了活化催化碳氧化反应的作用，也起到了增强电流传导的作用。

本发明涉及一种以多孔陶瓷材料为支撑的直碳燃料电池装置。本发明由阳极出气管、气泵、阴极进气导管、圆筒型容器、导热垫片、阳极进气管、阴极出气导管、电池单体、加热圈组成，其中，电池单体从下到上依次为多孔陶瓷片，电池阴极，阴极电解质过渡层，电解质层，用高温密封胶与碳燃料仓粘连密封，在其内装入碳燃料，为阳极，通过阴极集流导线和阳极集流导线连接外部负载。有益效果是：以多孔陶瓷材料为支撑，而非现有的以阳极，电解质或者阴极为支撑的燃料电池结构，在提高电池机械强度的同时，节约了电极和电解质材料，并减小了电池内部阻抗的消耗。同时，可依据这一新结构进行大功率直碳燃料电池堆的研究与开发。

本发明涉及一种以液态金属锡为阳极的直碳燃料电池装置。本发明的圆筒型容器的顶部设有盖，外面有加热圈包裹，圆筒型容器内底部有导热垫片，电池单体置于其上，留出阴极气体流过的流道，使阴极气透过陶瓷上的孔道与阴极接触，由密封垫圈将圆筒型容器分隔成阴极区和阳极区；圆筒型容器下部为阴极区，由气泵经阴极进气导管将阴极气导入，阴极尾气由阴极出气导管导出；圆筒型容器上部为阳极区，阳极载气经阳极进气管导入，由阳极出气管导出。有益效果是：以液态金属锡为阳极，而非现有的含碳燃料混合物与电流收集器构成的阳极结构，提高了阳极传质性能；同时，可依据这一新结构进行大功率直碳燃料电池堆的研究与开发。

本发明涉及一种直接碳燃料电池技术和装置。本发明主要利用炭黑，活性炭，焦炭为燃料,其它碳源如煤炭,木炭,生物质碳等也可利用，本发明的燃料电池装置采用平板型设计,采用阴极在上，阳极在下的结构，同时应用了多电解质层：以稀土氧化物混合物为阴极,固体氧化物为隔氧的电解质层,碳酸盐为电解质,燃料碳为阳极，整个电池装置搭建在陶瓷坩埚上。电池的工作温度区间较宽,在中温区都可发电。其效果是：(1)本发明开发出了一种新型的直接碳燃料电池结构,填补了国内空白;(2)能量转化率高,理论效率为100%,远高于现有火力发电的能量利用率;(3)与之前的同类专利相比，在600-650℃即可达到较高的70-80mW/cm2功率输出，主工作温度区间有所降低。