CN102956911B - 生物燃料电池 - Google Patents
生物燃料电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102956911B CN102956911B CN201110252831.4A CN201110252831A CN102956911B CN 102956911 B CN102956911 B CN 102956911B CN 201110252831 A CN201110252831 A CN 201110252831A CN 102956911 B CN102956911 B CN 102956911B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tubular carrier
- biological fuel
- fuel cell
- exchange membrane
- proton exchange
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 129
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 119
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 83
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 49
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 34
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 claims description 29
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 20
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 18
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 18
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 18
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 9
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims description 9
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 6
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002238 carbon nanotube film Substances 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002772 conduction electron Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 48
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 abstract description 11
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 73
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical compound CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 5
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- -1 therefore Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 3
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- GKTNLYAAZKKMTQ-UHFFFAOYSA-N n-[bis(dimethylamino)phosphinimyl]-n-methylmethanamine Chemical class CN(C)P(=N)(N(C)C)N(C)C GKTNLYAAZKKMTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000001174 sulfone group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 2
- HBGPNLPABVUVKZ-POTXQNELSA-N (1r,3as,4s,5ar,5br,7r,7ar,11ar,11br,13as,13br)-4,7-dihydroxy-3a,5a,5b,8,8,11a-hexamethyl-1-prop-1-en-2-yl-2,3,4,5,6,7,7a,10,11,11b,12,13,13a,13b-tetradecahydro-1h-cyclopenta[a]chrysen-9-one Chemical compound C([C@@]12C)CC(=O)C(C)(C)[C@@H]1[C@H](O)C[C@]([C@]1(C)C[C@@H]3O)(C)[C@@H]2CC[C@H]1[C@@H]1[C@]3(C)CC[C@H]1C(=C)C HBGPNLPABVUVKZ-POTXQNELSA-N 0.000 description 1
- PFRGGOIBYLYVKM-UHFFFAOYSA-N 15alpha-hydroxylup-20(29)-en-3-one Natural products CC(=C)C1CCC2(C)CC(O)C3(C)C(CCC4C5(C)CCC(=O)C(C)(C)C5CCC34C)C12 PFRGGOIBYLYVKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N Gluconic acid Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 1
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 description 1
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOKRNBGSNZXYIO-UHFFFAOYSA-N Resinone Natural products CC(=C)C1CCC2(C)C(O)CC3(C)C(CCC4C5(C)CCC(=O)C(C)(C)C5CCC34C)C12 SOKRNBGSNZXYIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000002079 double walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 1
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 description 1
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002267 linear dichroism spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/16—Biochemical fuel cells, i.e. cells in which microorganisms function as catalysts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种生物燃料电池，其包括：至少一生物燃料电池单体，该生物燃料电池单体包括：一膜电极，该膜电极包括：一质子交换膜和分别设置在该质子交换膜相对的两个表面的阴极电极和阳极电极，所述阴极电极包括一催化层，所述催化层包括多个管状载体、吸附在该多个管状载体内壁的多个催化剂颗粒及填充于该多个管状载体内的质子导体，该多个管状载体共同定义了多个反应气体通道，使反应气体直接扩散至催化剂颗粒表面，该多个管状载体具有电子导电性，该多个管状载体的一端均与所述质子交换膜相连以使填充于该多个管状载体内的质子导体与所述质子交换膜相接触。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物燃料电池。
背景技术
燃料电池是通过发生电化学反应而产生电能的一种发电装置，被广泛应用于军事国防及民用的电力、汽车、通信等领域（请参见，Recent
advances in fuel cell technology and its application, Journal of Power Sources,
V100, P60-66（2001））。
生物燃料电池是以有机物为燃料、以酶为催化剂，将有机物中的化学能直接转化为电能的装置。通常，现有的生物燃料电池包括：一膜电极，该膜电极包括一质子交换膜和分别设置在该质子交换膜两个相对的表面的阴极电极和阳极电极；一装有生物燃料的阳极容室，且阳极电极浸泡于该生物燃料中；一导流板，该导流板设置于阴极电极远离质子交换膜的表面；一供气和抽气装置，该供气和抽气装置与所述导流板连通且用于通过所述导流板向所述阴极电极输入反应气体和抽出反应产物水等物质。其中，阳极电极包括一碳纤维纸以及分布于该碳纤维纸表面的酶催化剂。阴极电极包括一催化剂层和一气体扩散层，且催化剂层设置在气体扩散层与质子交换膜之间。所述催化剂层的主要成份包括催化剂、催化剂载体、质子导体及粘结剂，所述催化剂载体通常为碳颗粒，所述催化剂为高度分散在该催化剂载体中的纳米贵金属颗粒。催化剂层是生物燃料电池发生电化学催化反应的重要场所，因此，其催化效率的高低很大程度上决定了燃料电池的性能。提高催化剂层催化效率的关键是要增加纳米贵金属催化剂颗粒表面与反应气体、质子及电子的三相反应界面。具体地，阳极电极产生的质子和电子以及从阴极电极输入的反应气体均需要传输到催化剂层的催化剂颗粒表面参与反应。如果该质子、电子及反应气体传输到该催化剂颗粒处的传输通路不通畅，则该生物燃料电池的电化学反应就会受阻。
然而，目前生物燃料电池的阴极电极的催化剂层是通过刷涂、喷涂、印刷等各种工艺手段将催化剂浆料制备到气体扩散层或质子交换膜的表面，通过该方法形成的催化剂层是一种由很多团聚体构成的无序堆积结构，很多贵金属催化剂颗粒深埋在团聚体内部，很难起到催化作用，因此，这种无序堆积结构势必会造成局部质子传导、电子传导或气体传导的死区,使得催化剂的利用率很低。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种生物燃料电池，该生物燃料电池的阴极电极具有较高的催化剂利用率。
一种生物燃料电池，其包括：至少一生物燃料电池单体，该生物燃料电池单体包括：一膜电极、一导流板及一装有生物燃料的阳极容室，该膜电极包括：一质子交换膜和分别设置在该质子交换膜相对的两个表面的阴极电极和阳极电极，所述阴极电极包括一催化层，该导流板设置于所述阴极电极远离所述质子交换膜的表面，所述阳极电极浸泡于所述阳极容室中的生物燃料中，其中，所述催化层包括多个管状载体、吸附在该多个管状载体内壁的多个催化剂颗粒及填充于该多个管状载体内的质子导体，该多个管状载体共同定义了多个反应气体通道，使反应气体直接扩散至催化剂颗粒表面，该多个管状载体具有电子导电性，该多个管状载体的一端均与所述质子交换膜相连以使填充于该多个管状载体内的质子导体与所述质子交换膜相接触。
一种生物燃料电池，其包括：至少一生物燃料电池单体，该生物燃料电池单体包括：一膜电极，该膜电极包括：一质子交换膜和分别设置在该质子交换膜相对的两个表面的阴极电极和阳极电极，所述阴极电极包括一催化层；一导流板，该导流板设置于所述阴极电极远离所述质子交换膜的表面；及一装有生物燃料的阳极容室，所述阳极电极浸泡于所述阳极容室的生物燃料中；其中，所述催化层包括多个管状载体、吸附在该多个管状载体内壁的多个催化剂颗粒及填充于该多个管状载体内的质子导体，该多个管状载体作为导电粒子和质子的通道连接导流板与质子交换膜。
一种生物燃料电池，其包括多个相互串联的生物燃料电池单体，该每个生物燃料电池单体包括：一膜电极、一导流板及一装有生物燃料的阳极容室，该膜电极包括：一质子交换膜和分别设置在该质子交换膜相对的两个表面的阴极电极和阳极电极，所述阴极电极包括一催化层，该导流板设置于所述阴极电极远离所述质子交换膜的表面，所述阳极电极浸泡于所述阳极容室中的生物燃料中，该每个生物燃料电池单体的阳极电极与另一个生物燃料电池的阴极电极电连接，其中，该催化层包括多个管状载体、吸附在该多个管状载体内壁的多个催化剂颗粒及填充于该多个管状载体内的质子导体，该多个管状载体共同定义了多个反应气体通道，使反应气体直接扩散至催化剂颗粒表面，该多个管状载体具有电子导电性，该多个管状载体的一端均与所述质子交换膜相连以使填充于该多个管状载体内的质子导体与所述质子交换膜相接触。
一种生物燃料电池，其包括多个相互并联的生物燃料电池单体，该每个生物燃料电池单体包括：一膜电极、一导流板及一装有生物燃料的阳极容室，该膜电极包括：一质子交换膜和分别设置在该质子交换膜相对的两个表面的阴极电极和阳极电极，所述阴极电极包括一催化层，该导流板设置于所述阴极电极远离所述质子交换膜的表面，所述阳极电极浸泡于所述阳极容室中的生物燃料中；该多个生物燃料电池单体的阳极电极相互电连接，该多个生物燃料电池单体的阴极电极或与该阴极电极电连接的导流板相互电连接；其中，该催化层包括多个管状载体、吸附在该多个管状载体内壁的多个催化剂颗粒及填充于该多个管状载体内的质子导体，该多个管状载体共同定义了多个反应气体通道，使反应气体直接扩散至催化剂颗粒表面，该多个管状载体具有电子导电性，该多个管状载体的一端均与所述质子交换膜相连以使填充于该多个管状载体内的质子导体与所述质子交换膜相接触。
相较于现有技术，通过本发明提供的生物燃料电池中的阴极电极中的催化剂颗粒均匀吸附在具有电子导电性的多个管状载体的内壁上，且该多个管状载体共同定义了多个反应气体通道，使得该生物燃料电池在工作的过程中：反应气体可通过该多个反应气体通道到达所述管状载体的管壁，进而透过所述管状载体的管壁充分与所述催化剂颗粒接触；由于该管状载体内填充的质子导体不仅直接与质子交换膜接触，还与管状载体管壁上的催化剂颗粒直接接触，从而使所述通过质子交换膜或质子导体传导的质子可充分与催化剂颗粒接触，且由于该质子导体位于管状载体管内，使得该质子导体不会阻挡所述反应气体充分到达所述催化剂颗粒；由于管状载体自身具有电子导电性，从而使得管状载体传导的电子也可直接与催化剂颗粒接触，因此，该生物燃料电池的膜电极中的催化剂颗粒可充分与反应气体、质子和电子接触，提高了该催化剂的利用率。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的生物燃料电池结构示意图。
图2为本发明第一实施例提供的具有相互交叉形成网状结构的多个管状载体的生物燃料电池膜电极的结构示意图。
图3为本发明第一实施例提供的具有多个不同形状的管状载体的生物燃料电池膜电极的结构示意图。
图4为本发明第一实施例提供的具有多个相互平行且间隔设置的管状载体的生物燃料电池膜电极的结构示意图。
图5为本发明第一实施例提供的生物燃料电池的阳极电极结构示意图。
图6为本发明第二实施例提供的生物燃料电池结构示意图。
图7为本发明第三实施例提供的生物燃料电池结构示意图。
图8为本发明实施例提供的生物燃料电池阴极电极的制备工艺流程图。
图9为本发明实施例提供的生物燃料电池阴极电极的制备过程流程图。
主要元件符号说明
| 生物燃料电池单体 | 100 |
| 膜电极 | 10 |
| 质子交换膜 | 12 |
| 阳极电极 | 13 |
| 催化剂载体 | 132 |
| 酶催化剂 | 134 |
| 阴极电极 | 14 |
| 催化层 | 16 |
| 管状载体 | 162 |
| 催化剂颗粒 | 164 |
| 质子导体 | 166 |
| 气体扩散层 | 18 |
| 多孔模板 | 20 |
| 生物燃料 | 21 |
| 导流板 | 22 |
| 导流槽 | 220 |
| 阳极容室 | 24 |
| 集流板 | 26 |
| 供气和抽气装置 | 30 |
| 管路 | 31 |
| 生物燃料电池 | 200，300，400 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明实施例提供的生物燃料电池作进一步的详细说明。
请参阅图1至图4，本发明第一实施例提供一种生物燃料电池200，该生物燃料电池200包括至少一个生物燃料电池单体100。该生物燃料电池单体100包括：一膜电极10、一阳极容室24及一导流板22。所述膜电极10包括一质子交换膜12和分别设置在该质子交换膜12相对的两个表面的阳极电极13和阴极电极14，所述导流板22设置于所述阴极电极14远离所述质子交换膜12的表面，所述阳极容室24装有一生物燃料21，所述阳极电极13浸泡于所述阳极容室24的生物燃料中。
请参阅图2至图4，在所述膜电极10中，所述阴极电极14包括一阴极催化层16。所述催化层16设置于所述质子交换膜12的表面。该催化层16包括多个设置于所述质子交换膜12的表面的管状载体162、均匀吸附在该管状载体162内壁的多个催化剂颗粒164及填充于该管状载体162内的质子导体166。所述多个管状载体162共同定义了多个反应气体通道，使反应气体直接扩散至催化剂颗粒164表面。该管状载体162可以为多孔的具有电子导电性的管状体。该多个管状载体162的一端与所述质子交换膜12相连以使填充于该管状载体162内的质子导体166与所述质子交换膜12相接触。
所述质子交换膜12为质子的迁移和输送提供通道，使得质子可通过该质子交换膜12在所述阳极电极13和所述阴极电极14之间传输，同时也可阻隔所述阳极电极13和阴极电极14，避免该阳极电极13和阴极电极14直接接触。该质子交换膜12可以由含磺酸基团的质子交换树脂构成。该质子交换树脂可为全氟磺酸树脂或是具有质子交换功能和较好热稳定性的磺化聚合物。该磺化聚合物选自磺化聚醚砜树脂、磺化聚苯硫醚树脂、磺化聚苯并咪唑树脂、磺化聚磷腈树脂、磺化聚酰亚胺树脂、和磺化聚苯乙烯-聚乙烯共聚物树脂中的一种或几种。所述质子交换膜12的厚度可以为10微米至200微米，优选为18~50微米。本实施例中，该质子交换膜12的材料为全氟磺酸，厚度为25微米。
所述催化层16中的多个管状载体162可作为导电粒子和质子的通道连接所述导流板22与质子交换膜12。具体地，该多个管状载体162可杂乱地无序排列，也可有序定向排列，仅需该多个管状载体162共同定义多个气体通道，并且每个管状载体162的一端与所述质子交换膜12相连以使填充于该管状载体162中的质子导体与该质子交换膜12接触即可。所述共同定义多个反应气体通道是指该多个管状载体162相互之间具有多个间隙，且该管状载体162的管壁具有多个孔，以使气体可通过该间隙和管壁的孔直接扩散至所述管状载体162的管壁处，并通过管壁的孔进入所述管状载体162内部与该管状载体162管壁吸附的催化剂颗粒164处。如该多个管状载体162相互间隔设置从而使相邻的管状载体162之间具有气体通道，或该多个管状载体162相互交叉设置形成一具有多个孔的网状结构。该每个管状载体162在该催化层16中设置的形状不限，可以为直线形、曲线形（如“v”字形）、或“y”字形等。请参阅图2，该图2在膜电极10中的多个管状载体162相互交叉形成网状结构的结构示意图。请参阅图3，该图3为膜电极10中间隔设置且具有不同形状的多个管状载体162的结构示意图。本实施例中，请参阅图4，该多个管状载体162为直线形且基本垂直于所述质子交换膜12的表面，该多个管状载体162均匀分布且相互平行且间隔设置。
该管状载体162的直径可以为10纳米~10微米。该管状载体162的直径优选为50纳米至300纳米。此时，单位体积的催化层16中负载的催化剂颗粒164量较多，且填充于管状载体162中的质子导体166的横截面会较大，从而使质子导体166的阻抗较小，进而该质子导体166的质子传导性较好。该管状载体162可为碳纳米管、二氧化钛纳米管、氧化锌纳米管、氧化钴纳米管或五氧化二钒纳米管等。当该管状载体162为碳纳米管时，该碳纳米管可包括多壁碳纳米管、双壁碳纳米管或单壁碳纳米管。该管状载体162的壁厚可为1纳米~50纳米。考虑所述管壁厚度对该膜电极10性能的进一步改善，该管状载体162的管壁厚度优选为2纳米~15纳米，一方面，可使管状载体162具有较好的电子导电性，另一方面又使反应气体穿入该管状载体162的路径较短。该催化层16的厚度可为1微米~100微米。该管状载体162的长度不限，当该管状载体162为直线形且垂直于该质子交换膜12时，该管状载体162的长度与所述催化层16的厚度基本相同。该多个管状载体162之间的间隙尺寸不限。当该多个管状载体162相互平行且间隔设置时，该相邻的管状载体162之间的距离可小于50微米。本实施例中，该管状载体162为由无定形碳层组成的碳纳米管，该碳纳米管的长度为7微米，直径为100纳米，壁厚为3纳米，且相邻的碳纳米管之间间距为100纳米。
所述催化剂颗粒164可为具有高催化活性的贵金属颗粒，如铂、钯、金或钌等，优选为铂。该催化剂颗粒164的粒径优选为1纳米至8纳米。该催化剂颗粒164均匀地附着于所述管状载体162的内壁，该催化剂颗粒164在所述每个催化层16中的附着量优选为小于等于0.5mg·cm-2。另外，由于管状载体162的直径较小，且管壁具有一定的吸附性，使得该多个催化剂颗粒164可均匀稳定地附着于所述管状载体162的内管壁上，而不容易发生迁移。本实施例中，该催化剂颗粒164的附着量为0.1mg·cm-2，且粒径为大约3纳米。
所述质子导体166用于传输质子且填充于所述管状载体的管内。该质子导体由含磺酸基团的质子交换树脂构成，该质子交换树脂为全氟磺酸树脂或具有质子交换功能和较好热稳定性的磺化聚合物。该磺化聚合物选自磺化聚醚砜树脂、磺化聚苯硫醚树脂、磺化聚苯并咪唑树脂、磺化聚磷腈树脂、磺化聚酰亚胺树脂及磺化聚苯乙烯-聚乙烯共聚物树脂中的一种或者几种。该质子导体166的材料可以与所述质子交换膜12的材料相同或不同。
可见，在该整个催化层16中，所述管状载体162的管壁具有电子导电性，在所述管状载体162中为具有质子传导性的质子导体166，在所述质子导体166和管状载体162的管壁之间是由纳米催化剂颗粒164构成的催化活性层。所述质子交换膜12直接与所述管状载体162中的质子导体166相连，且所述有电子导电性的管状载体162的管壁也与所述质子交换膜12直接相连，而管状载体162之间的空隙则构成了气体传输的通道。由于所述质子导体166位于所述管状载体162的管内，则该质子导体166不会阻挡反应气体到达吸附在所述管状载体162管壁上的催化剂颗粒164表面。
进一步地，所述阴极电极14可包括一气体扩散层18设置于所述催化层16远离所述质子交换膜12的一端，该气体扩散层18与所述催化层16中的管状载体162的管壁电接触。所述气体扩散层18可以由导电的多孔材料组成，该气体扩散层18主要起支撑催化层16、收集电流、传输气体和排出水等作用。该气体扩散层18可为碳纤维纸或由多个碳纳米管组成的碳纳米管薄膜。该气体扩散层的厚度可为100微米~500微米。可以理解，由于该催化层16中的管状载体162具有电子导电性，且该管状载体162也共同定义了多个反应气体通道，因此，该阴极电极14可仅包括该催化层16而无需所述气体扩散层18。
请参阅图5，所述阳极电极13包括一催化剂载体132及分布于该催化剂载体132上的酶催化剂134，所述催化剂载体132直接与所述质子交换膜12相接触。该催化剂载体132主要起附着酶催化剂134和传递电子的作用。该催化剂载体132可为石墨、碳纤维纸或由多个碳纳米管组成的碳纳米管膜。所述酶催化剂134均匀附着于所述催化剂载体132上。所述酶催化剂134可以为任何能够对生物燃料进行催化的酶催化剂，如：含有辅基FAD的氧化酶或含有辅基NAD(P)+的脱氢酶。本实施例中，所述催化剂载体132为由多个相互缠绕的碳纳米管组成的碳纳米管膜，所述酶催化剂134为葡萄糖氧化酶。所述阳极容室24用来装载生物燃料21，该阳极电极13浸泡于所述阳极容室24中的生物燃料21中。本实施例中，该生物燃料21为葡萄糖溶液。进一步地，所述阳极电极13可进一步包括一质子导体（图未示），该质子导体与所述催化剂载体132、酶催化剂134均匀混合，该质子导体的材料仅需可传输质子即可，该质子导体的材料与所述阴极电极14中的质子导体166可以相同或不同。
进一步地，该阳极电极13的结构也可相似于上述阴极电极14的各种结构，所述催化剂载体132的结构与上述阴极电极14的管状载体162的结构相同，区别仅在于，该阳极电极13的催化剂为酶催化剂134，该酶催化剂134也吸附在所述催化剂载体132的内壁。具体地，该阳极电极13包括多个设置于所述质子交换膜12的表面的催化剂载体132、均匀吸附在该催化剂载体载体132内壁的酶催化剂134及填充于该催化剂载体132内的质子导体。所述催化剂载体132共同定义了多个生物燃料通道，使生物燃料可直接扩散至酶催化剂134的表面。该催化剂载体132可以为多孔的具有电子导电性的管状体。该催化剂载体132的一端与所述质子交换膜12相连以使填充于该催化剂载体132内的质子导体与所述质子交换膜12相接触。
所述导流板22设置于所述阴极电极14远离质子交换膜12的表面。当该阴极电极14包括气体扩散层18时，该导流板22设置在所述气体扩散层18的表面。该导流板22在该生物燃料电池200中主要起传导流体及电流的作用。具体地，该导流板22导入反应气体，并导出反应产物水及电子。在该导流板22的靠近质子交换膜12的表面可具有一条或多条导流槽220，用于输运反应气体以及反应产物水，以使通过该导流槽220输送的反应气体可通过该导流槽220直接传输至所述阴极电极14，并将反应产物水到处。该导流槽220的形状不限，仅需该导流槽220与所述阴极电极14直接连通。本实施例中，该导流槽220为一矩形槽。此外，该导流板22靠近质子交换膜12的表面，除有导流槽220的部分外，其他部分与所述阴极电极14电接触以使整个膜电极10产生的电子可通过该导流板22传输给外电路。该导流板22的材料为导电材料，该导电材料可为金属或导电碳材料。所述金属材料可为铝、铜或铁等。
该生物燃料电池单体100可进一步包括供气和抽气装置30，该供气和抽气装置30与该导流槽220相连通。所述供气和抽气装置30包括鼓风机(图未示)、管路31、阀门等(图未示)。鼓风机通过管路31分别与所述导流板22相连，用来向生物燃料电池单体100提供反应气体。所述反应气体可包括氧化剂气体。本实施例中，所述氧化剂气体为纯氧气或含氧的空气。
进一步地，该生物燃料电池单体100包括一集流板26设置于所述导流板22远离质子交换膜12的表面，且与所述导流板22电接触。所述集流板26用于收集和传导反应产生的电子。该集流板26采用导电材料制作，可为金属材料或导电碳材料。所述金属材料可为铝、铜或铁等。
上述生物燃料电池200工作时，在阳极电极13的一端，阳极容室24中的生物燃料（以葡萄糖为例）在酶催化剂134的催化作用发生如下反应：葡萄糖→葡萄糖酸+2H++2e。反应生成的氢离子通过所述阳极容室24中的葡萄糖溶液传输到所述质子交换膜12，并通过所述质子交换膜12传输到所述阴极电极14，反应生成的电子则通过所述催化剂载体132传输到外电路，并通过外电路传输到所述阴极电极14。
此外，当所述阳极电极13的结构相似于上述阴极电极14的结构时，所述生物燃料21也可通过所述多个催化剂载体132之间的间隙充分扩散至所述催化剂载体132的管壁，并通过所述管壁上的多个孔充分到达吸附在所述催化剂载体132内壁上的酶催化剂134处，从而在该酶催化剂134的催化作用下反应生成质子和电子。所述质子通过填充于所述催化剂载体132中的质子导体到达所述质子交换膜12，并通过所述质子交换膜12到达所述阴极电极14，而所述电子则通过所述具有电子导电性的催化剂载体132传输到所述外电路。
在所述阴极电极14的一端，利用供气和抽气装置30通过导流板22的导流槽220向所述阴极电极14通入氧化剂气体，如氧气。以该膜电极10中的管状载体162为碳纳米管为例，氧气进入阴极电极14后，通过气体扩散层18与催化层16接触。在该催化层16中，所述氧气通过由碳纳米管定义的多个反应气体通道扩散至所述碳纳米管内壁上的催化剂颗粒164处。具体地，由于本发明催化层16中的多个碳纳米管定义了多个间隙，从而使所述氧气可通过所述间隙充分扩散至所述碳纳米管处，由于所述碳纳米管由多孔的无定形碳组成，从而所述氧气可进一步迅速通过该无定形碳的多个孔进入所述碳纳米管管内，而碳纳米管的管壁内表面又均匀附着有催化剂颗粒164，从而使所述氧气可充分与所述催化剂颗粒164接触。上述在阳极电极13反应生成的电子则从外电路传输至所述导流板22，而与导流板22相接触的碳纳米管具有电子导电性，因此所述电子通过碳纳米管的管壁传导至所述催化剂颗粒164处。同时，由于所述碳纳米管管内的质子导体166与质子交换膜直接相接触，因此，所述阳极电极13产生的氢离子也可通过所述质子导体166传输至吸附在碳纳米管管壁上的催化剂颗粒164处，从而使得所述氧气、氢离子及电子在该催化剂颗粒164所在位置处相遇，并在该催化剂颗粒164的作用下发生反应：1/2O2+2H++2e→H2O。经过该反应产生的水则透过所述碳纳米管的管壁进入相邻碳纳米管之间的间隙，之后扩散至所述气体扩散层18并通过所述导流板22的导流槽220流出所述燃料电池单体100。在此过程中，所述阳极电极13与阴极电极14之间会形成一定的电势差，当外电路接入一负载时，将会形成电流。
从上述生物燃料电池200工作的整个过程可以发现，在所述阴极电极14的催化层16中，由于所述催化剂颗粒164均匀、稳定地附着于所述碳纳米管的管壁内，且所述质子导体166填充于所述碳纳米管的管内，使得该质子导体166不会阻挡反应气体到达所述催化剂颗粒的表面，因此，所述氢离子、氧气及电子可充分与所述催化剂颗粒164接触，使得所述催化剂颗粒164的利用率能接近或达到100%。
请参阅图6，本发明第二实施例提供一种生物燃料电池300，该生物燃料电池300包括多个相互串联的上述生物燃料电池单体100，该每个生物燃料电池单体100的阳极电极13与另一生物燃料电池单体100的阴极电极14电连接。具体地，在一个实施例中，该每个生物燃料电池单体100的阳极电极13可通过一导线与另一生物燃料电池单体100的导流板22电接触，从而实现了该多个生物燃料电池单体100相互串联。当该多个生物燃料电池单体100相互串联时，所述生物燃料电池300的输出电压为各个生物燃料电池单体100输出电压的整数倍。
请参阅图7，本发明第三实施例提供一生物燃料电池400，该生物燃料电池400包括多个相互并联的上述生物燃料电池单体100，该多个生物燃料电池单体100的阳极电极13相互电连接，该多个生物燃料电池单体100的阴极电极14相互电连接；或者，该多个生物燃料电池单体100中与该阴极电极14电连接的导流板22或集流板26相互电连接，且该多个生物燃料电池单体100的阳极电极13相互电连接。本实施例中，该多个生物燃料电池单体100的阳极电极13通过导线相互电连接，该多个生物燃料电池单体100的导流板22通过导线相互电连接。当该生物燃料电池400工作时，所述生物燃料电池400的输出电压为单个生物燃料电池单体100的输出电压，而其输出电流为该多个生物燃料电池单体100的输出电流之和。
请参阅图8及图9，上述生物燃料电池的设置于所述质子交换膜12表面的阴极电极14的制备方法具体包括以下步骤：
步骤一，提供一多孔模板20；
步骤二，在该多孔模板20的孔洞内形成具有电子导电性的管状载体162；
步骤三，在所述管状载体162的内壁中均匀附着多个催化剂颗粒164；
步骤四，在所述附着有多个催化剂颗粒164的管状载体162内注入质子导体166；
步骤五，提供一质子交换膜12，并将该质子交换膜12设置于上述多孔模板20的表面以形成一层叠结构，热压该层叠结构；
步骤六，去除所述经过热压的层叠结构中的多孔模板20，仅留下所述被质子导体166填充且管壁附着有催化剂颗粒164的管状载体162，该管状载体162的一端与所述质子交换膜相连以使所述质子导体166与所述质子交换膜12相接触，从而获得所述阴极电极14设置于所述质子交换膜12。
以下将对上述各步骤进行详细说明。
在步骤一中，所述多孔模板20的材料不限，仅需可形成管状载体162即可。该多孔模板可以为氧化铝模板或二氧化硅模板。本实施例中，该多孔模板20为氧化铝模板。该多孔模板20的孔洞仅需使形成的多个管状载体162能定义多个反应气体通道即可。具体为，该多孔模板20的孔洞形貌可根据实际需要形成的管状载体162的形状、直径以及多个管状载体162之间的位置关系设定。如当需要形成的多个管状载体162均匀分布、相互平行且间隔设置时，所述多孔模板20中的多个孔洞也可均匀分布，相互平行且间隔设置，当需要形成的多个管状载体162为无序分布时，该多孔模板20的孔洞也无序分布。该多孔模板20具有相对的两个表面，且所述多孔模板20的多个孔洞至少在该多孔模板的一个表面具有开口。优选为，该多个孔洞贯穿所述多孔模板20的相对的两个表面。该多孔模板20的孔洞直径可以为10纳米~10微米，优选为50纳米至300纳米。该孔洞优选为均匀分布、平行且间隔设置的直线型通孔，且相邻的孔洞的距离为10纳米至50微米。所述多孔模板20的厚度可为1微米~100微米。本实施例中，所述多孔模板20孔的直径为100纳米，相邻的孔之间的距离为100纳米，该多孔模板20的厚度为7微米。
在步骤二中，所述管状载体162可以为碳纳米管、二氧化钛纳米管、氧化锌纳米管、氧化钴纳米管或五氧化二钒纳米管。在多孔模板20的孔洞内形成列举的所述几种管状载体162的方法可以是蒸镀、化学气相沉积、溶胶凝胶法或浸渍法等。
以下将以采用浸渍法制备碳纳米管为例详述该制备过程：该浸渍法具体包括：S11，提供一碳源化合物溶液，将所述多孔模板20浸渍于所述碳源化合物溶液中；S12，从所述碳源化合物溶液中取出所述多孔模板20，并退火处理所述经过浸渍的多孔模板20从而在所述多孔模板20的孔内形成碳纳米管。
在所述步骤S11中，所述碳源化合物溶液为一碳源化合物溶于一溶剂中获得。所述碳源化合物优选为可溶于水或挥发性有机溶剂。所述水优选为蒸馏水或去离子水。所述挥发性有机溶剂可为乙醇、丙醇或丙酮等。该碳源化合物均可通过退火步骤分解成碳，优选为可分解成无定形碳。该碳源化合物可为草酸、蔗糖、葡萄糖、酚醛树脂、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚乙二醇或聚乙烯醇等。该碳源化合物溶液的浓度不宜太大，太大则使碳源化合物溶液不能充分浸润到所述氧化铝模板的孔内。该碳源化合物溶液的浓度也不宜太小，太小则该碳源化合物溶液的粘度太小，使碳源化合物在步骤S12中裂解后不能充分形成碳纳米管。另外，该碳源化合物溶液的浓度也会影响最终形成的管状载体162的孔隙度，当浓度较小时，形成的管状载体162的孔隙度较大，当浓度较大时，形成的孔隙度较小。该碳源化合物溶液的浓度优选为0.05g/mL~1g/mL。所述氧化铝模板可在常压下浸没于所述碳源化合物溶液5分钟~5小时，从而使所述碳源化合物溶液可充分浸渍到所述氧化铝模板的孔内。本实施例中，所述氧化铝模板浸入0.2g/mL的草酸溶液中1小时。另外，也可通过对该碳源化合物溶液加压的方式缩短所述浸没时间。
在所述步骤S12中，将所述经过碳源化合物浸润的多孔模板20取出后，可进一步采用挥发性有机溶剂和水洗涤所述多孔模板20，并将所述洗涤后的多孔模板20干燥处理，具体为，可将洗涤后的多孔模板20在60℃~100℃的温度下真空加热30分钟~6小时。本实施例中，所述洗涤后的多孔模板20在80℃的温度下加热3小时。所述退火处理所述多孔模板20的具体过程为：将所述多孔模板20置于一有保护气氛的加热炉中，并在一定温度下进行煅烧一定时间，直至所述碳源化合物被分解成无定形碳层，从而形成由该无定形碳层组成的碳纳米管。该具体的煅烧温度和煅烧时间根据碳源化合物的种类选择。本实施例中，所述碳源化合物为草酸，退火处理该多孔模板20时，该多孔模板20以1~5˚C/分钟的加热速度加热至100℃~150℃，之后保温1小时至3小时，然后以相同的加热速度加热至400~600˚C，保温2~8小时，然后降至室温。
在所述步骤三中，所述催化剂颗粒164可为具有高催化活性的贵金属颗粒，如铂、金、钯或钌等，优选为铂。该催化剂颗粒164可通过以下步骤获得：将所述形成有管状载体162的多孔模板20浸入一含催化剂离子的溶液中；还原所述催化剂离子，从而在所述管状载体162的内壁上均匀吸附经过还原所述催化剂离子而形成的催化剂颗粒。以制备铂催化剂颗粒为例，所述步骤二可进一步包括以下步骤：S21，提供一氯铂酸(H2PtCl6)溶液，将具有所述管状载体162的多孔模板20浸入该氯铂酸溶液中，并调节氯铂酸溶液的PH值至碱性；S22，向所述氯铂酸溶液中加入一还原性物质以获得一混合物，加热该混合物以使所述氯铂酸和该还原性物质发生氧化还原反应，从而在所述多孔模板20的管状载体162内形成铂催化剂颗粒。
在所述步骤S21中，所述氯铂酸(H2PtCl6)溶液为将氯铂酸溶于一蒸馏水和挥发性有机溶剂中获得。该氯铂酸溶液的浓度可根据实际所需要的催化剂颗粒164附着量加以确定，优选为，所述氯铂酸溶液的摩尔浓度为0.01mol/L～0.1mol/L。本实施例中，所述氯铂酸溶液的摩尔浓度为0.05mol/L。所述调节溶液的PH值的具体过程为向所述氯铂酸溶液中加入一碱性化合物。该碱性化合物可为碳酸钠（Na2CO3）、NaOH或KOH等。所述PH值优选被调节至8~9。在所述步骤S22中，所述还原性物质可为甲醛（HCHO）、甲酸（HCOOH）或硼氢化钾（KBH4），所述还原性物质的加入量可使所述氯铂酸中的铂离子完全还原成金属铂单质即可。所述加热温度为50℃~70℃。进一步地，在该加热过程中，可进一步通入保护气体，该保护气体可为氮气或氩气等。在该步骤中，所获得的催化剂颗粒164的粒径为1纳米～8纳米。此外，待形成催化剂颗粒164之后，取出所述多孔模板20，并进一步采用挥发性有机溶剂或水洗涤残留在所述多孔模板20表面的副产物，并烘干该多孔模板20。
在所述步骤四中，在所述质子导体166在注入所述多孔模板20的孔中之前，可首先将所述质子导体166熔融成液态，或者将所述质子导体166溶于一溶剂中以形成一质子导体溶液。所述将质子导体166注入所述多孔模板20的孔的过程可以通过以下两种方式进行：方式一，将所述多孔模板20平放至所述熔融的质子导体166上或者所述质子导体溶液上，以使所述多孔模板20的有孔的一表面与所述质子导体166直接接触，所述熔融的质子导体166或者所述质子导体溶液在毛细浸润的作用下逐渐浸满所述多孔模板20孔中管状载体162的管内；方式二，将所述多孔模板20置于一漏斗上，所述熔融的质子导体166或者所述质子导体溶液被倾倒在所述多孔模板20上并逐渐浸满所述多孔模板20的孔内，之后，用蒸馏水或去离子水清洗该多孔模板20，并真空干燥，在倾倒所述熔融的质子导体166或者所述质子导体溶液的过程中，可进一步采用真空泵抽吸所述质子导体166或者所述质子导体溶液，使得所述熔融的质子导体166或者所述质子导体溶液在一抽吸力的作用下快速进入所述孔洞。待所述质子导体166浸满所述管状载体162中之后，固化所述质子导体166。该固化所述质子导体166的方式可具体根据所述质子导体166的材料加以选择，如当注入的为熔融态的质子导体166，则可通过静置或者低温加热一定时间使其固化；如当注入的为质子导体溶液，可首先将所述质子导体溶液中的溶剂抽滤出，之后静置或者低温加热一定时间使质子导体166固化在所述多孔模板20的孔内。
本实施例中，所述质子导体166为全氟磺酸树脂。在将该全氟磺酸树脂注入所述管状载体162的管内之前，首先加热所述全氟磺酸树脂直至其熔融。
在所述步骤五中，经过热压该层叠结构，可使该层叠结构成为一体或不会分离，该管状载体162中的质子导体166与该质子交换膜连接。
在所述步骤六中，该去除所述多孔模板20的方式可根据所述多孔模板20的材料而定，如可用腐蚀工艺去除。本实施例中，所述多孔模板20为氧化铝模板，可以通过溶解氧化铝的方式去除所述氧化铝模板。具体可以用氢氧化钠(NaOH)水溶液或磷酸(H3PO4)水溶液浸渍所述层叠结构以腐蚀掉所述氧化铝模板。优选为，所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.5mol/L～4mol/L，所述磷酸水溶液的质量百分比浓度为3%～15%。在腐蚀掉所述氧化铝模板之后，形成多个定向排列的管状载体162设置在所述质子交换膜的表面。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (26)
1.一种生物燃料电池，其包括：至少一生物燃料电池单体，该生物燃料电池单体包括：
一膜电极，该膜电极包括：一质子交换膜和分别设置在该质子交换膜相对的两个表面的阴极电极和阳极电极，所述阴极电极包括一催化层；
一导流板，该导流板设置于所述阴极电极远离所述质子交换膜的表面；及
一装有生物燃料的阳极容室，所述阳极电极浸泡于所述阳极容室的生物燃料中；
其特征在于，所述催化层包括多个管状载体、吸附在多个所述管状载体内壁整个表面的多个催化剂颗粒及填满多个所述管状载体的质子导体，多个所述管状载体之间具有多个间隙，且该管状载体的管壁具有多个孔，使反应气体通过多个所述间隙及多个所述孔直接扩散至所述催化剂颗粒表面，多个所述管状载体具有电子导电性，多个所述管状载体的一端均与所述质子交换膜相连以使填充于多个所述管状载体内的质子导体与所述质子交换膜相接触。
2.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，多个所述管状载体无序排列。
3.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，每个所述管状载体在催化层中设置的形状为直线形、曲线形或Y字形。
4.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，多个所述管状载体相互间隔设置。
5.如权利要求4所述的生物燃料电池，其特征在于，多个所述管状载体相互平行且垂直于所述质子交换膜的表面。
6.如权利要求5所述的生物燃料电池，其特征在于，相邻两个所述管状载体之间的距离小于50微米。
7.如权利要求5所述的生物燃料电池，其特征在于，所述管状载体的高度为1微米～100微米。
8.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述管状载体为碳纳米管、二氧化钛纳米管、氧化锌纳米管、氧化钴纳米管或五氧化二钒纳米管。
9.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述管状载体为由无定形碳组成的碳纳米管。
10.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述管状载体的直径为10纳米至10微米。
11.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述管状载体的壁厚为2nm～15nm。
12.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述催化剂颗粒为铂颗粒、钯颗粒、金颗粒或钌颗粒。
13.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述催化剂颗粒的粒径为1纳米～8纳米。
14.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，该催化剂颗粒在所述催化层中的附着量为小于等于0.5mg·cm-2。
15.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述质子导体为磺化聚合物。
16.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述质子导体为全氟磺酸树脂。
17.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述生物燃料电池单体进一步包括一气体扩散层，该气体扩散层设置于所述催化层远离所述质子交换膜的一侧，该气体扩散层与所述多个管状载体的管壁电接触。
18.如权利要求17所述的生物燃料电池，其特征在于，所述气体扩散层由导电的多孔材料组成。
19.如权利要求17所述的生物燃料电池，其特征在于，该气体扩散层为碳纤维纸或由多个碳纳米管组成的碳纳米管薄膜。
20.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述导流板的靠近所述质子交换膜的表面具有一条或多条导流槽。
21.如权利要求20所述的生物燃料电池，其特征在于，所述生物燃料电池单体进一步包括一供气和抽气装置，该供气和抽气装置与所述导流板的导流槽连通，用于通过所述导流槽向所述阴极电极输入一反应气体。
22.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述生物燃料电池单体进一步包括一用于收集和传导电子的集流板，所述集流板与所述导流板电接触。
23.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，所述阳极电极包括一催化剂载体及分布于该催化剂载体上的酶催化剂。
24.如权利要求23所述的生物燃料电池，其特征在于，所述催化剂载体为石墨、碳纤维纸或由多个碳纳米管组成的碳纳米管膜。
25.一种生物燃料电池，其包括多个相互串联的生物燃料电池单体，每个所述生物燃料电池单体包括：
一膜电极，该膜电极包括：一质子交换膜和分别设置在该质子交换膜相对的两个表面的阴极电极和阳极电极，所述阴极电极包括一催化层；
一导流板，该导流板设置于所述阴极电极远离所述质子交换膜的表面；及
一装有生物燃料的阳极容室，所述阳极电极浸泡于所述阳极容室中的生物燃料中；
每个所述生物燃料电池单体的阳极电极与另一个所述生物燃料电池单体的阴极电极电连接；
其特征在于，该催化层包括多个管状载体、吸附在多个所述管状载体内壁整个表面的多个催化剂颗粒及填满多个所述管状载体的质子导体，多个所述管状载体之间具有多个间隙，且该管状载体的管壁具有多个孔，使反应气体通过多个所述间隙及多个所述孔直接扩散至所述催化剂颗粒表面，多个所述管状载体具有电子导电性，多个所述管状载体的一端均与所述质子交换膜相连以使填充于多个所述管状载体内的质子导体与所述质子交换膜相接触。
26.一种生物燃料电池，其包括多个相互并联的生物燃料电池单体，每个所述生物燃料电池单体包括：
一膜电极，该膜电极包括：一质子交换膜和分别设置在该质子交换膜相对的两个表面的阴极电极和阳极电极，所述阴极电极包括一催化层；
一导流板，该导流板设置于所述阴极电极远离所述质子交换膜的表面；
及
一装有生物燃料的阳极容室，所述阳极电极浸泡于所述阳极容室中的生物燃料中；
多个所述生物燃料电池单体的阳极电极相互电连接，多个所述生物燃料电池单体的阴极电极与该阴极电极电连接的所述导流板相互电连接；
其特征在于，该催化层包括多个管状载体、吸附在多个所述管状载体内壁整个表面的多个催化剂颗粒及填满多个所述管状载体的质子导体，多个所述管状载体之间具有多个间隙，且该管状载体的管壁具有多个孔，使反应气体通过多个所述间隙及多个所述孔直接扩散至所述催化剂颗粒表面，多个所述管状载体具有电子导电性，多个所述管状载体的一端均与所述质子交换膜相连以使填充于多个所述管状载体内的质子导体与所述质子交换膜相接触。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110252831.4A CN102956911B (zh) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | 生物燃料电池 |
| TW100132930A TWI446620B (zh) | 2011-08-30 | 2011-09-14 | 生物燃料電池 |
| JP2011243600A JP5395150B2 (ja) | 2011-08-30 | 2011-11-07 | バイオ燃料電池 |
| US13/340,580 US8906561B2 (en) | 2011-08-30 | 2011-12-29 | Bio-fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110252831.4A CN102956911B (zh) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | 生物燃料电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102956911A CN102956911A (zh) | 2013-03-06 |
| CN102956911B true CN102956911B (zh) | 2016-03-30 |
Family
ID=47744187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110252831.4A Active CN102956911B (zh) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | 生物燃料电池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8906561B2 (zh) |
| JP (1) | JP5395150B2 (zh) |
| CN (1) | CN102956911B (zh) |
| TW (1) | TWI446620B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106299430B (zh) * | 2015-05-28 | 2018-10-02 | 清华大学 | 燃料电池的使用方法 |
| CN106299383B (zh) * | 2015-05-28 | 2018-11-30 | 清华大学 | 燃料电池模组 |
| CN106299382B (zh) * | 2015-05-28 | 2018-11-09 | 清华大学 | 燃料电池系统 |
| CN105810973B (zh) * | 2016-05-18 | 2018-05-22 | 青岛墨金烯碳新材料科技有限公司 | 一种燃料电池石墨烯气体扩散膜及其制备方法 |
| US11127966B2 (en) * | 2018-02-05 | 2021-09-21 | Cfd Research Corporation | Hematin modified bilirubin oxidase cathode |
| US11664504B2 (en) | 2018-02-05 | 2023-05-30 | Cfd Research Corporation | Hematin modified bilirubin oxidase cathode |
| CN111653321A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-11 | 上海汽车集团股份有限公司 | 燃料电池催化剂活性的计算装置、计算方法及电子设备 |
| CN111960554B (zh) * | 2020-08-22 | 2022-10-25 | 山东尚科环境工程有限公司 | 一种用微生物燃料电池从含铜废水中回收单质铜的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101635361A (zh) * | 2008-07-25 | 2010-01-27 | 清华大学 | 膜电极及采用该膜电极的生物燃料电池 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005004967A (ja) | 2003-06-09 | 2005-01-06 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用電極、その製造方法、及びこれを備えた固体高分子型燃料電池 |
| US7790331B1 (en) | 2003-10-31 | 2010-09-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fuel cell with film having nanowires therein |
| JP4977945B2 (ja) * | 2003-12-18 | 2012-07-18 | トヨタ自動車株式会社 | 膜電極接合体及びその製造方法、並びに燃料電池 |
| JP4619753B2 (ja) | 2004-11-15 | 2011-01-26 | 東京瓦斯株式会社 | 燃料電池の運転制御方法及びそのためのシステム |
| EP1946397A4 (en) | 2005-11-02 | 2009-12-02 | Univ St Louis | HYDROPHOB-MODIFIED POLYSACCHARIDES IMMOBILIZED ENZYMES |
| JP5044932B2 (ja) * | 2006-01-16 | 2012-10-10 | ソニー株式会社 | 燃料電池および電子機器 |
| JP5298479B2 (ja) * | 2007-08-17 | 2013-09-25 | ソニー株式会社 | 燃料電池および電子機器 |
| CN101752568B (zh) * | 2008-12-17 | 2012-06-20 | 清华大学 | 膜电极及采用该膜电极的生物燃料电池 |
| CN101752567B (zh) | 2008-12-17 | 2012-09-19 | 清华大学 | 膜电极及采用该膜电极的燃料电池 |
| US9077042B2 (en) | 2008-07-25 | 2015-07-07 | Tsinghua University | Membrane electrode assembly and biofuel cell using the same |
| TWI382580B (zh) | 2008-08-08 | 2013-01-11 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 膜電極及採用該膜電極的生物燃料電池 |
| TWI387151B (zh) | 2009-01-16 | 2013-02-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 膜電極及採用該膜電極的燃料電池 |
| TWI378595B (en) | 2009-01-16 | 2012-12-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Membrane electrode assembly and biofuel cell using the same |
| KR101038750B1 (ko) | 2009-05-20 | 2011-06-03 | 한국에너지기술연구원 | 탄소나노튜브의 내부 채널에 금속촉매 나노입자가 담지된 탄소나노튜브 촉매 및 이의 제조방법 |
| JP5526841B2 (ja) | 2010-02-09 | 2014-06-18 | 三菱レイヨン株式会社 | 燃料電池 |
-
2011
- 2011-08-30 CN CN201110252831.4A patent/CN102956911B/zh active Active
- 2011-09-14 TW TW100132930A patent/TWI446620B/zh active
- 2011-11-07 JP JP2011243600A patent/JP5395150B2/ja active Active
- 2011-12-29 US US13/340,580 patent/US8906561B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101635361A (zh) * | 2008-07-25 | 2010-01-27 | 清华大学 | 膜电极及采用该膜电极的生物燃料电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5395150B2 (ja) | 2014-01-22 |
| TW201310764A (zh) | 2013-03-01 |
| CN102956911A (zh) | 2013-03-06 |
| US8906561B2 (en) | 2014-12-09 |
| JP2013051191A (ja) | 2013-03-14 |
| US20130052546A1 (en) | 2013-02-28 |
| TWI446620B (zh) | 2014-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102956911B (zh) | 生物燃料电池 | |
| CN102916198B (zh) | 燃料电池膜电极 | |
| CN102916199B (zh) | 燃料电池膜电极的制备方法 | |
| CN103280583B (zh) | 一种用于制备质子交换膜燃料电池的催化层结构的方法 | |
| CN101557001B (zh) | 一种燃料电池膜电极及其制备方法 | |
| CN106887598A (zh) | 一种有序化膜电极及其制备和应用 | |
| CN1983688A (zh) | 用于燃料电池的催化剂、其制备方法以及包含它的燃料电池的膜电极组件 | |
| CN102738477B (zh) | 基于3维质子导体的有序化单电极和膜电极及制备方法 | |
| CN102956898B (zh) | 燃料电池 | |
| CN105633420A (zh) | 一种纳米多孔金用于燃料电池薄层电极的制备方法 | |
| CN103887521B (zh) | 一种自增湿的有序化聚合物膜电极的制备方法 | |
| CN103367768B (zh) | 一种制备质子交换膜燃料电池双层催化层结构的方法 | |
| CN102738478B (zh) | 基于3维质子导体的单电极和燃料电池膜电极及制备方法 | |
| CN103779582A (zh) | 一种用于制备燃料电池膜电极的方法 | |
| CN103887518B (zh) | 一种自增湿的有序化聚合物膜电极 | |
| CN102723509B (zh) | 基于纳米纤维阵列结构的3维质子导体、膜电极及其制备 | |
| CN112310416A (zh) | 一种制备有序化燃料电池膜电极的方法 | |
| KR20060022870A (ko) | 연료 전지용 막/전극 어셈블리, 그의 제조 방법 및 그를포함하는 연료 전지 | |
| CN117012983A (zh) | 一种催化层中含有磷酸的气体扩散电极、膜电极及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |