CN105375038B - 一种无离子膜的紧凑型醇‑空气燃料电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无离子膜的紧凑型醇‑空气燃料电池及其制造方法，包括阴极催化剂Ag‑MnO2‑Co3O4/MWCNT的制备与紧凑型醇‑空气燃料电池的制造。将碳负载的钯纳米颗粒(Pd/C)涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h‑PTFE）的一面，在h‑PTFE膜的另一面涂覆Ag‑MnO2‑Co3O4/MWCNT纳米颗粒，然后再在Pd/C颗粒上覆盖h‑PTFE膜，在Ag‑MnO2‑Co3O4/MWCNT颗粒上覆盖防水透气的聚四氟乙烯膜（wp‑PTFE），然后再在一定的压力和温度下热压成型，形成一个紧凑型的膜电极集合体，将该集合体组装成电池，有wp‑PTFE膜的一面直接与空气接触，有h‑PTFE膜的一面与含醇的氢氧化钠水溶液接触。本发明的阳极与阴极紧紧相邻，而且没有使用离子交换膜，电池结构简单、电阻大大降低、成本明显下降。

Description

一种无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池及其制造方法
技术领域
本发明属于新能源技术与燃料电池技术领域，具体涉及到一种无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池及其制造方法。
背景技术
燃料电池由于其优异的性能和巨大的应用价值而受到人们的广泛重视。以醇为燃料、氧气（或空气）为氧化剂的醇燃料电池更由于其燃料（如乙醇）的可再生性而备受关注。这种醇燃料电池按电解质酸碱性来分有酸性型和碱性型两种，酸性型醇燃料电池一般以硫酸或高氯酸为电解质，阳极催化剂一般为铂或铂基复合催化剂；碱性型醇燃料电池一般以氢氧化钠为电解质，阳极催化剂一般为铂或铂基复合催化剂、钯或钯基复合催化剂。而不管是酸性型还是碱性型醇燃料电池，其阴极催化剂一般都是铂（即Pt/C）。此外，为了防止阳极液向阴极催化剂表面迁移，从而阻止阴极催化剂被毒化，一般要将阳极和阴极用离子隔膜分隔开。因此，这类醇燃料电池的存在成本严重偏高，因为以铂和钯，尤其是以铂为基础的催化剂的价格高，并且离子膜的成本也占了整个电池成本的20-30%；除此之外，使用离子膜还使得电池的结构复杂、维护困难。因此，开发无离子膜的、使用非铂类催化剂的醇燃料电池具有重要的研究与实际应用意义。
燃料电池在工作时，电阻的存在也会导致电池的电压有明显下降，这种电阻主要存在于溶液之中，包括阳极与阴极之间存在的溶液电阻。因此，将阳极和阴极之间的空间距离尽可能地缩短，同时又保证电极之间不会短路，是提高电池能量密度的一个重要的方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池,本发明还提供了一种无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池的制备方法。
为实现上述目的，本发明的实施方案为：一种无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池，是将碳负载的钯纳米颗粒(Pd/C)涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的一面，在h-PTFE膜的另一面涂覆Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒，然后再在Pd/C颗粒上覆盖h-PTFE膜，在Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒上覆盖防水透气的聚四氟乙烯膜（wp-PTFE），然后再在一定的压力和温度下热压成型，形成一个紧凑型的膜电极集合体，将该集合体组装成电池时，有wp-PTFE膜的一面直接与空气接触，有h-PTFE膜的一面与含醇的氢氧化钠水溶液接触；所述醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇或仲丁醇。
一种无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池的制造方法，包括以下步骤：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
先制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT）和多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT）；然后将Co3O4/MWCNT、MnO2 /MWCNT和乙二醇按100 mg：100 mg：10 ml的比例混合，接着加入AgNO3固体，混合物常温下超声分散30 min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的40%（质量百分比）的硼氢化钠溶液逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒；
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、5%（质量百分比）的Nafion溶液按5 mg :0.8 mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为0.5 - 5 mg×cm-2；待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面， Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为2.5 - 25 mg×cm-2；
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)，然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体；
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的一面与含不同醇的1 mol×L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。
步骤（1）中，所述AgNO3固体的质量为80 - 320 mg。
步骤（2）、（3）和（4）中，所述亲水性PTFE膜（h-PTFE）的厚度为0.5 mm，孔径为5m；所述防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的厚度为0.2 mm，孔径为0.5m。
步骤（4）中，所述醇包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇与仲丁醇。
步骤（1）中，所述的多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT）中四氧化三钴的负载量为40%（质量百分比）；所述的多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT）中二氧化锰的负载量为30%（质量百分比）。
所述AgNO3固体的质量为150-200 mg。
作为优选，步骤（2）中，所述的h-PTFE膜上Pd的负载量为1 - 3 mg×cm-2；所述的Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为5 - 15 mg×cm-2。
作为优选，所述的h-PTFE膜上Pd的最佳负载量为1.5 – 2.5 mg×cm-2；所述的Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为10 - 15mg×cm-2。
本发明以商品Pd/C为阳极反应催化剂，以多壁碳纳米管（MWCNT）负载的Ag-MnO2-Co3O4（标记为Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT）为阴极反应催化剂，将阳极催化剂和阴极催化剂分别涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的两面，然后再在阳极催化剂上覆盖h-PTFE膜，在阴极催化剂上覆盖防水透气的聚四氟乙烯膜（wp-PTFE），然后再在一定的压力和温度下热压成型，形成一个紧凑型的膜电极集合体，将该集合体组装成电池时，有wp-PTFE膜的一面直接与空气接触，有h-PTFE膜的一面与含醇的氢氧化钠水溶液接触。这种电池无离子膜，且阳极和阴极通过PTFE膜组成膜电极集体体，因此电池结构简单，电池维护方便，成本降低。这种电池的阳极和阴极之间的电阻大大下降，从而提高了电池的放电功率密度。
附图说明
图1是无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池结构示意图。
图中：1-含不同醇的1 mol L-1NaOH溶液；2-亲水性PTFE膜（h-PTFE）；3-阳极催化剂；4-亲水性PTFE膜（h-PTFE）；5-阴极催化剂；6-防水透气PTFE膜（wp-PTFE)。
具体实施方式
实施例1：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
Co3O4/MWCNT制备：根据现有技术（聂素连，赵彦春，范杰文，田建袅，宁珍，李笑笑，高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能，物理化学学报2012, 28(4)：871-876），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT），其中四氧化三钴的负载量为40%（质量百分比）。
MnO2 /MWCNT制备：根据现有技术（肖兴中，易清风，MnO2/SMWCNT/PANI 三元复合材料的合成及其电化学电容性能，无机材料学报，2013，28（8）：825-830），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT），其中二氧化锰的负载量为30%（质量百分比）。
Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT制备：将100 mg Co3O4/MWCNT、100 mg MnO2 /MWCNT和10 ml乙二醇混合，接着加入80 mg AgNO3固体，混合物常温下超声分散30 min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的40%（质量百分比）的硼氢化钠溶液10mL逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒。
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、质量百分比5%的Nafion溶液按5 mg : 0.8mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理50 min，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）（厚度为0.5 mm，孔径为5m）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为0.5mg×cm-2。待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面，Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为2.5 mg×cm-2。
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)（厚度为0.2 mm，孔径为0.5m），然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体。
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的这一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的这一面与含0.5 mol×L1甲醇的1 mol×L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。电池开路电位为0.38 V, 最大功率密度为0.25 mW×cm-2。
实施例2：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
Co3O4/MWCNT制备：根据现有技术（聂素连，赵彦春，范杰文，田建袅，宁珍，李笑笑，高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能，物理化学学报2012, 28(4)：871-876），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT），其中四氧化三钴的负载量为40%（质量百分比）。
MnO2 /MWCNT制备：根据现有技术（肖兴中，易清风，MnO2/SMWCNT/PANI 三元复合材料的合成及其电化学电容性能，无机材料学报，2013，28（8）：825-830），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT），其中二氧化锰的负载量为30%（质量百分比）。
Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT制备：将100 mg Co3O4/MWCNT、100 mg MnO2 /MWCNT和10 ml乙二醇混合，接着加入200 mg AgNO3固体，混合物常温下超声分散30 min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的40%（质量百分比）的硼氢化钠溶液10mL逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒。
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、质量百分比5%的Nafion溶液按5 mg : 0.8mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理50 min，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）（厚度为0.5 mm，孔径为5m）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为3 mg×cm-2。待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面，Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为13 mg×cm-2。
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)（厚度为0.2 mm，孔径为0.5m），然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体。
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的这一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的这一面与含0.5 mol×L1甲醇的1 mol×L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。电池开路电位为0.40V, 最大功率密度为0.29 mW×cm-2。
实施例3：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
Co3O4/MWCNT制备：根据现有技术（聂素连，赵彦春，范杰文，田建袅，宁珍，李笑笑，高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能，物理化学学报2012, 28(4)：871-876），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT），其中四氧化三钴的负载量为40%（质量百分比）。
MnO2 /MWCNT制备：根据现有技术（肖兴中，易清风，MnO2/SMWCNT/PANI 三元复合材料的合成及其电化学电容性能，无机材料学报，2013，28（8）：825-830），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT），其中二氧化锰的负载量为30%（质量百分比）。
Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT制备：将100 mg Co3O4/MWCNT、100 mg MnO2 /MWCNT和10 ml乙二醇混合，接着加入320 mg AgNO3固体，混合物常温下超声分散30 min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的40%（质量百分比）的硼氢化钠溶液10mL逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒。
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、质量百分比5%的Nafion溶液按5 mg : 0.8mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理50 min，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）（厚度为0.5 mm，孔径为5m）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为5 mg×cm-2。待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面，Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为25 mg×cm-2。
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)（厚度为0.2 mm，孔径为0.5m），然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体。
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的这一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的这一面与含0.5 mol×L1甲醇的1 mol×L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。电池开路电位为0.41V, 最大功率密度为0.35 mW×cm-2。
实施例4：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
Co3O4/MWCNT制备：根据现有技术（聂素连，赵彦春，范杰文，田建袅，宁珍，李笑笑，高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能，物理化学学报2012, 28(4)：871-876），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT），其中四氧化三钴的负载量为40%（质量百分比）。
MnO2 /MWCNT制备：根据现有技术（肖兴中，易清风，MnO2/SMWCNT/PANI 三元复合材料的合成及其电化学电容性能，无机材料学报，2013，28（8）：825-830），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT），其中二氧化锰的负载量为30%（质量百分比）。
Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT制备：将100 mg Co3O4/MWCNT、100 mg MnO2 /MWCNT和10 ml乙二醇混合，接着加入120 mg AgNO3固体，混合物常温下超声分散30 min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的40%（质量百分比）的硼氢化钠溶液10mL逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒。
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、质量百分比5%的Nafion溶液按5 mg : 0.8mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理50 min，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）（厚度为0.5 mm，孔径为5m）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为1mg×cm-2。待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面，Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为5 mg×cm-2。
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)（厚度为0.2 mm，孔径为0.5m），然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体。
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的这一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的这一面与含0.5 mol×L1乙醇的1 mol×L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。电池开路电位为0.49V, 最大功率密度为0.32 mW×cm-2。
实施例5：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
Co3O4/MWCNT制备：根据现有技术（聂素连，赵彦春，范杰文，田建袅，宁珍，李笑笑，高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能，物理化学学报2012, 28(4)：871-876），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT），其中四氧化三钴的负载量为40%（质量百分比）。
MnO2 /MWCNT制备：根据现有技术（肖兴中，易清风，MnO2/SMWCNT/PANI 三元复合材料的合成及其电化学电容性能，无机材料学报，2013，28（8）：825-830），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT），其中二氧化锰的负载量为30%（质量百分比）。
Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT制备：将100 mg Co3O4/MWCNT、100 mg MnO2 /MWCNT和10 ml乙二醇混合，接着加入150 mg AgNO3固体，混合物常温下超声分散30 min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的40%（质量百分比）的硼氢化钠溶液10mL逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒。
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、质量百分比5%的Nafion溶液按5 mg : 0.8mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理50 min，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）（厚度为0.5 mm，孔径为5m）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为1.5mg×cm-2。待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面，Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为8 mg×cm-2。
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)（厚度为0.2 mm，孔径为0.5m），然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体。
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的这一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的这一面与含0.5 mol×L1正丙醇的1mol×L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。电池开路电位为0.47V,最大功率密度为0.30 mW×cm-2。
实施例6：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
Co3O4/MWCNT制备：根据现有技术（聂素连，赵彦春，范杰文，田建袅，宁珍，李笑笑，高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能，物理化学学报2012, 28(4)：871-876），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT），其中四氧化三钴的负载量为40%（质量百分比）。
MnO2 /MWCNT制备：根据现有技术（肖兴中，易清风，MnO2/SMWCNT/PANI 三元复合材料的合成及其电化学电容性能，无机材料学报，2013，28（8）：825-830），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT），其中二氧化锰的负载量为30%（质量百分比）。
Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT制备：将100 mg Co3O4/MWCNT、100 mg MnO2 /MWCNT和10 ml乙二醇混合，接着加入240 mg AgNO3固体，混合物常温下超声分散30 min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的40%（质量百分比）的硼氢化钠溶液10mL逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒。
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、质量百分比5%的Nafion溶液按5 mg : 0.8mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理50 min，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）（厚度为0.5 mm，孔径为5m）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为2mg×cm-2。待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面，Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为10 mg×cm-2。
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)（厚度为0.2 mm，孔径为0.5m），然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体。
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的这一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的这一面与含0.5 mol×L1异丙醇的1mol×L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。电池开路电位为0.40V,最大功率密度为0.16 mW×cm-2。
实施例7：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
Co3O4/MWCNT制备：根据现有技术（聂素连，赵彦春，范杰文，田建袅，宁珍，李笑笑，高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能，物理化学学报2012, 28(4)：871-876），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT），其中四氧化三钴的负载量为40%（质量百分比）。
MnO2 /MWCNT制备：根据现有技术（肖兴中，易清风，MnO2/SMWCNT/PANI 三元复合材料的合成及其电化学电容性能，无机材料学报，2013，28（8）：825-830），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT），其中二氧化锰的负载量为30%（质量百分比）。
Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT制备：将100 mg Co3O4/MWCNT、100 mg MnO2 /MWCNT和10 ml乙二醇混合，接着加入280 mg AgNO3固体，混合物常温下超声分散30 min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的40%（质量百分比）的硼氢化钠溶液10mL逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒。
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、质量百分比5%的Nafion溶液按5 mg : 0.8mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理50 min，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）（厚度为0.5 mm，孔径为5m）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为2.5mg×cm-2。待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面，Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为15 mg×cm-2。
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)（厚度为0.2 mm，孔径为0.5m），然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体。
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的这一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的这一面与含0.5 mol×L1正丁醇的1mol×L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。电池开路电位为0.41V,最大功率密度为0.15 mW×cm-2。
实施例8：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
Co3O4/MWCNT制备：根据现有技术（聂素连，赵彦春，范杰文，田建袅，宁珍，李笑笑，高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能，物理化学学报2012, 28(4)：871-876），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT），其中四氧化三钴的负载量为40%（质量百分比）。
MnO2 /MWCNT制备：根据现有技术（肖兴中，易清风，MnO2/SMWCNT/PANI 三元复合材料的合成及其电化学电容性能，无机材料学报，2013，28（8）：825-830），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT），其中二氧化锰的负载量为30%（质量百分比）。
Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT制备：将100 mg Co3O4/MWCNT、100 mg MnO2 /MWCNT和10 ml乙二醇混合，接着加入300 mg AgNO3固体，混合物常温下超声分散30 min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的40%（质量百分比）的硼氢化钠溶液10mL逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒。
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、质量百分比5%的Nafion溶液按5 mg : 0.8mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理50 min，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）（厚度为0.5 mm，孔径为5m）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为3.5mg×cm-2。待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面，Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为18mg×cm-2。
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)（厚度为0.2 mm，孔径为0.5m），然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体。
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的这一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的这一面与含0.5 mol×L1异丁醇的1mol×L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。电池开路电位为0.38V,最大功率密度为0.18 mW×cm-2。
实施例9：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
Co3O4/MWCNT制备：根据现有技术（聂素连，赵彦春，范杰文，田建袅，宁珍，李笑笑，高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能，物理化学学报2012, 28(4)：871-876），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT），其中四氧化三钴的负载量为40%（质量百分比）。
MnO2 /MWCNT制备：根据现有技术（肖兴中，易清风，MnO2/SMWCNT/PANI 三元复合材料的合成及其电化学电容性能，无机材料学报，2013，28（8）：825-830），制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT），其中二氧化锰的负载量为30%（质量百分比）。
Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT制备：将100 mg Co3O4/MWCNT、100 mg MnO2 /MWCNT和10 ml乙二醇混合，接着加入100 mg AgNO3固体，混合物常温下超声分散30 min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的40%（质量百分比）的硼氢化钠溶液10mL逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒。
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、质量百分比5%的Nafion溶液按5 mg : 0.8mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理50 min，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）（厚度为0.5 mm，孔径为5m）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为4mg×cm-2。待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面，Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为22 mg×cm-2。
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)（厚度为0.2 mm，孔径为0.5m），然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体。
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的这一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的这一面与含0.5 mol×L1仲丁醇的1mol×L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。电池开路电位为0.28V,最大功率密度为0.09 mW×cm-2。

Claims (9)

1.一种无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池，其特征在于，将碳负载的钯纳米颗粒(Pd/C)涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的一面，在h-PTFE膜的另一面涂覆Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒，然后再在Pd/C颗粒上覆盖h-PTFE膜，在Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒上覆盖防水透气的聚四氟乙烯膜（wp-PTFE），然后再在一定的压力和温度下热压成型，形成一个紧凑型的膜电极集合体，将该集合体组装成电池时，有wp-PTFE膜的一面直接与空气接触，有h-PTFE膜的一面与含醇的氢氧化钠水溶液接触；所述醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇或仲丁醇。
2.一种无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒的制备：
先制备出多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT）和多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT）；然后将Co3O4/MWCNT、MnO2 /MWCNT和乙二醇按100 mg：100 mg：10 ml的比例混合，接着加入AgNO3固体，混合物常温下超声分散30min，接着在不断搅拌下，将溶于乙二醇的质量百分比为40%的硼氢化钠溶液逐滴加入，断续搅拌1.5h，过滤，所得固体用水洗至中性，40oC下真空干燥24h，得到Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT纳米颗粒；
（2）将阳极催化剂Pd/C颗粒、无水乙醇、质量百分比为5%的Nafion溶液按5 mg : 0.8mL : 0.05 mL的比例混合，将该混合物超声分散处理，直到形成高度分散的墨水状混合物，将该混合物不断涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的一面，直至h-PTFE膜上Pd的负载量为0.5 - 5 mg×cm-2；待涂覆的催化剂在空气中干燥之后，按类似的方法，将阴极催化剂Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT颗粒涂覆在水性聚四氟乙烯膜（h-PTFE）的另一面， Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为2.5 - 25 mg×cm-2；
（3）在阳极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张亲水性PTFE膜（h-PTFE）；在阴极催化剂颗粒表面上加上不锈钢网片作为集流体，再覆盖一张防水透气的PTFE膜（wp-PTFE)，然后在60oC温度、1.2 MPa压力下保持2min，这样得到膜电极集合体；
（4）将上述膜电极集合体组装成燃料电池，其中覆盖防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的一面直接朝向空气，覆盖亲水性PTFE膜（h-PTFE）的一面与含不同醇的1 mol L-1NaOH溶液接触，形成无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池。
3.根据权利要求2所述的无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池的制造方法，其特征在于，步骤（1）中，所述AgNO3固体的质量为80 - 320 mg。
4.根据权利要求2所述的无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池的制造方法，其特征在于，步骤（2）、（3）和（4）中，所述亲水性PTFE膜（h-PTFE）的厚度为0.5 mm，孔径为5m；所述防水透气PTFE膜（wp-PTFE)的厚度为0.2 mm，孔径为0.5m。
5.根据权利要求2所述的无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池的制造方法，其特征在于，步骤（4）中，所述醇包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇与仲丁醇。
6.根据权利要求2所述的无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池的制造方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的多壁碳纳米管MWCNT负载的四氧化三钴纳米颗粒（Co3O4/MWCNT）中四氧化三钴的负载量为质量百分比40%；所述的多壁碳纳米管MWCNT负载的二氧化锰纳米颗粒（MnO2/MWCNT）中二氧化锰的负载量为质量百分比30%。
7.根据权利要求3所述的无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池的制造方法，其特征在于，所述AgNO3固体的质量为150-200 mg。
8.根据权利要求2所述的无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池的制造方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的h-PTFE膜上Pd的负载量为1 - 3 mg×cm-2；所述的Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为5 - 15 mg×cm-2。
9.根据权利要求8所述的无离子膜的紧凑型醇-空气燃料电池的制造方法，其特征在于，所述的h-PTFE膜上Pd的最佳负载量为1.5 – 2.5 mg×cm-2；所述的Ag-MnO2-Co3O4/MWCNT的负载量为10 - 15mg×cm-2。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN104037440A (zh) * 2014-05-30 2014-09-10 湖南科技大学 一种酸性溶液中的无膜直接醇燃料电池及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102916209A (zh) * 2012-11-02 2013-02-06 湖南科技大学 一种无膜的直接醇燃料电池及其制造方法
CN104037440A (zh) * 2014-05-30 2014-09-10 湖南科技大学 一种酸性溶液中的无膜直接醇燃料电池及其制备方法

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一种无膜的自呼吸式直接醇燃料电池;易清风;《中国科学：化学》;20130408;全文 *

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