CN201611387U - 一种燃料电池催化剂单电池测试装置 - Google Patents

一种燃料电池催化剂单电池测试装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种直接液体燃料(包括：甲醇、甲酸、乙醇、二甲醚等)电池催化剂单电池测试装置，该装置含有：燃料储液罐、蠕动泵、阳极池、阴极池、温度控制系统、集流网、密封圈、电流表、电压表、氧气源、氮气源、流量控制器、阴极入口缓冲器。本实用新型结构简单、使用范围广，可在设定温度下，根据电流表和电压表示数记录时间-电流、时间-电压、时间-功率、电流-电压曲线，操作方便。

Description

一种燃料电池催化剂单电池测试装置
技术领域
本实用新型属于新能源领域，特别涉及一种用于电催化剂及膜电极测试的燃料电池装置。
技术背景
燃料电池是21世纪的最为重要的能源动力之一。低温燃料电池更是燃料电池优先发展的类型，其中直接甲醇燃料电池、直接乙醇燃料电池、直接甲酸燃料电池等由于在大型动力电源和便携式电源领域均具有良好的应用前景而发展迅猛。电催化剂是低温燃料电池的关键材料之一，目前主要采用Pt/C及PtRu/C作为低温燃料电池催化剂，由于铂资源匮乏，催化剂材料昂贵，且Pt/C催化剂易为CO中毒等，以至于限制了燃料电池的发展和大规模应用。针对这些问题，主要进行了两方面的研究。(一)铂催化剂的改进：如，①改进Pt/C催化剂的制备技术，提高Pt的利用率、降低Pt的用量。加拿大Ballard公司的新工艺使PEMFC电极Pt担载量降至0.02mg/cm2。②添加一种或几种亲氧合金元素，提高催化剂抗CO中毒的能力。尽管PtRu合金催化剂已实际应用，三元合金(如，PtRuW，PtNiW，PtRuNb等)和四元合金(如PtRuSnW等)也已做了很多研究工作。但这些方法难以大量减少铂的用量，发展空间十分有限。(二)新型非铂基催化剂的开发：如，①ABO3金属氧化物催化剂作为甲醇氧化的催化剂。②大环有机金属螯合物催化剂：如含有Fe，Co，Ni，Mn的酞菁或卟啉络合物具有优良的电催化性能，有作为电池催化剂的潜能。催化剂的单电池测试对开发新型催化剂无疑至关重要，本发明适用于多种直接液体燃料燃料电池(如：甲醇、甲酸、乙醇、二甲醚等)，工艺简单、使用范围广。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种直接液体燃料(包括：甲醇、甲酸、乙醇、二甲醚等)燃料电池催化剂单电池测试装置，其特征在于：该装置含有：燃料储液罐、蠕动泵、阳极池、阴极池、温度控制系统、集流网、密封圈、电流表、电压表、氧气源、氮气源、流量控制器、阴极入口缓冲器，其中：
所述燃料储液罐用于储存甲醇、甲酸、乙醇、二甲醚等液体燃料，通过蠕动泵输入阳极池，以补充反应所消耗的燃料，使阳极池内燃料的浓度保持在一定范围内；
所述温度控制系统包括，加热器、温度传感器、温度控制器、温度显示器等；
所述集流网用于收集电流；
所述密封圈为用于固定待测膜电极并防止阴、阳极池溶液相互渗入的一对密封圈；
所述氧气源可以是瓶装高纯氧气或其他氧气源；
所述氮气源可以是瓶装高纯氧气或其他氮气源；
所述阴极入口缓冲器用于氧气和氮气的混合和缓冲。
本实用新型工艺结构简单、使用范围广，可在设定温度下，根据电流表和电压表示数记录时间-电流、时间-电压、时间-功率、电流-电压曲线，操作方便。
附图说明
图1为燃料电池催化剂单电池测试装置示意图。
图中：1.燃料储液罐，2.蠕动泵，3.阳极池，4.阴极池，5、6.温度控制系统，7、8.集流网，9.密封圈，10.待测膜电极，11.电流表，12.电压表，13.氧气源，14.氮气源，15.流量控制器，16.阴极入口缓冲器。
具体实施方式
本实用新型针对直接甲醇燃料电池等多种直接液体燃料燃料电池(如：甲酸、乙醇、二甲醚等)的催化剂及其膜电极的单电池测试设计一种燃料电池催化剂单电池测试装置，如图1所示，燃料储液罐1用于储存甲醇、甲酸、乙醇、二甲醚等液体燃料，通过蠕动泵2输入阳极池，以补充反应所消耗的燃料，使阳极池内燃料的浓度保持在一定范围内。阳极池3和阴极池4理想体积为0.5～5L，内壁采用耐腐材料，如不锈钢或树脂材料等。温度控制系统5、6包括，加热器、温度传感器、温度控制器、温度显示器等，用于控制和记录温度，考虑到燃料的挥发性，温度应控制在室温～70℃。集流网7、8用于收集电流，采用导电性好的耐腐材料，如不锈钢。密封圈9为用于固定待测膜电极并防止阴、阳极池溶液相互渗入的一对密封圈，固定膜电极的理想面积为1cm2～～10cm2，电流表11和电压表12用于记录时间-电流、时间-电压、时间-功率曲线和电流-电压曲线等，精度应尽量高。氧气源13可以是瓶装高纯氧气膜电极或其他氧气源，氮气源14可以是瓶装高纯氧气或其他氮气源，用流量控制器15控制氧气和氮气流量。阴极入口缓冲器16用于氧气和氮气的混合和缓冲。

Claims (2)

1.一种燃料电池催化剂单电池测试装置，其特征在于：该装置含有：燃料储液罐、蠕动泵、阳极池、阴极池、温度控制系统、集流网、密封圈、电流表、电压表、氧气源、氮气源、流量控制器和阴极入口缓冲器，其中：所述燃料储液罐储存有甲醇、甲酸、乙醇、二甲醚等液体燃料，通过蠕动泵输入阳极池；所述温度控制系统包括：加热器、温度传感器、温度控制器、温度显示器。
2.根据权利要求所述的一种燃料电池催化剂单电池测试装置，其特征在于：所述密封圈用于固定待测膜电极；所述集流网用于收集电流；所述氧气源可以是瓶装高纯氧气或其他氧气源；所述氮气源可以是瓶装高纯氧气或其他氮气源；所述阴极入口缓冲器用于氧气和氮气的混合和缓冲。
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