污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的制备方法技术

污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的制备方法，属于固体氧化物燃料电池领域；具体涉及以污泥为燃料的电池制备方法。本方法如下：一、制备污泥粉末；二、制备污泥柱；三、组装电池。污水污泥作为污水处理时的一种特殊“生物质”，能够制备出生物碳，以污泥作为固体氧化物燃料电池燃料源，使污泥的安全处置处理和燃料的获取在同室同步进行，实现能源转化过程一体化，获取、运输和管理简便。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于固体氧化物燃料电池领域；具体涉及以污泥为燃料的电池制备方法。本方法如下：一、制备污泥粉末；二、制备污泥柱；三、组装电池。污水污泥作为污水处理时的一种特殊“生物质”，能够制备出生物碳，以污泥作为固体氧化物燃料电池燃料源，使污泥的安全处置处理和燃料的获取在同室同步进行，实现能源转化过程一体化，获取、运输和管理简便。【专利说明】
本专利技术属于固体氧化物燃料电池领域；具体涉及以污泥为燃料的电池制备方法。
技术介绍
现今固体氧化物燃料电池发电技术趋于成熟，氢气是其最理想燃料，为克服氢气获取、运输和管理不便等缺点，研究者研发了使用碳氢气、水煤气、天然气和生物气等作为燃料的固体氧化物燃料电池，同样直接使用碳作为燃料的固体氧化物燃料电池研发也不断涌现，再有各种生物质，例如松树皮、稻谷壳和杏仁壳等作为固体氧化物燃料电池燃料也有报道。燃料源的改变，给电池的制备和燃料的使用带来新的技术突破。污水污泥作为污水处理时的一种特殊“生物质”，能够制备出生物碳，以污泥作为固体氧化物燃料电池燃料源，使污泥的安全处置处理和燃料的获取在同室同步进行，实现能源转化过程一体化。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决作为固体氧化物燃料电池燃料的氢气获取、运输和管理不便的技术问题，提供了一种。按照以下步骤进行:一、将含水率为75?85%、脱水后的污泥在80?120°C烘24?48小时，然后置于室温下5?10小时，再研磨获得100?200目的粉末；二、组装电池:将抗积碳固体氧化物燃料电池阳极或N1-YSZ阳极采用丝网印刷法制备阴极，阴极成分为锰酸镧，阴极直径为3?5毫米，厚度为10?30微米，得电池，然后将电池与氧化铝测试管采用银浆密封，向氧化铝测试管内加入10?50克步骤一所得的粉末，接出电池的阴极导线和阳极导线，氧化铝测试管一端插入阳极导气管后密封，再用阴极空气管套住整个氧化铝测试管，得到污泥作为燃料固体氧化物燃料电池。按照以下步骤进行:一、将含水率为75?85%、脱水后的污泥在80?120°C烘24?48小时，然后置于室温下5?10小时，再研磨获得100?200目的粉末；二、制备污泥柱:将步骤一得到的粉末在压缩压力为5?IOMPa的条件下制成直径为3?7晕米、长度为15?30晕米的污泥柱；三、组装电池:将抗积碳固体氧化物燃料电池阳极或N1-YSZ阳极采用丝网印刷法制备阴极，阴极成分为锰酸镧，阴极直径为3?5毫米，厚度10?30微米，得电池，然后将电池与氧化铝测试管采用银浆密封，向氧化铝测试管内加入步骤二得到的污泥柱，接出电池的阴极导线和阳极导线，氧化铝测试管一端插入阳极导气管后密封，再用阴极空气管套住整个氧化铝测试管，得到污泥作为燃料固体氧化物燃料电池。污水污泥作为污水处理时的一种特殊“生物质”，能够制备出生物碳，以污泥作为固体氧化物燃料电池燃料源，使污泥的安全处置处理和燃料的获取在同室同步进行，实现能源转化过程一体化，获取、运输和管理简便。【专利附图】【附图说明】图1是实验二中的示意图泥作为燃料固体氧化物燃料电池，图中I表示阳极导线，2表示氧化铝测试管，3表示阳极供气管，4表示阴极导线，5表示阳极，6表示电解质，7表示阴极，8表示阴极供气管，9表示污泥柱；图2是实验一和实验二制备的污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的放电曲线，其中□表示实验一制备的污泥填充方式作为燃料固体氧化物燃料电池的测试电池放电时电压电流曲线(V-1曲线)，表示实验一制备的污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的测试电池放电时功率电流曲线(P-ι曲线)，〇表示实验二制备的污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的测试电池放电时电压电流曲线(v-ι曲线)，?表示实验二制备的污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的测试电池放电时功率电流曲线(P-ι曲线)；图3是实验一和实验二制备的污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的阻抗曲线，图中表示实验一制备的污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的阻抗曲线，?表示实验二制备的污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的阻抗曲线。【具体实施方式】本专利技术技术方案不局限于以下所列举【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】间的任意组合。【具体实施方式】一:本实施方式中按照以下步骤进行:一、将含水率为75~85%、脱水后的污泥在80~120°C烘24~48小时，然后置于室温下5~10小时，再研磨获得100~200目的粉末；二、组装电池:将抗积碳固体氧化物燃料电池阳极或N1-YSZ阳极采用丝网印刷法制备阴极，阴极成分为锰酸镧，阴极直径为3~5毫米，厚度为10~30微米，得电池，然后将电池与氧化铝测试管采用银浆密封，向氧化铝测试管内加入10~50克步骤一所得的粉末，接出电池的阴极导线和阳极导线，氧化铝测试管一端插入阳极导气管后密封，再用阴极空气管套住整个氧化铝测试管，得到污泥作为燃料固体氧化物燃料电池。本实施方式中抗积碳固体氧化物燃料电池阳极的制备方法按照以下步骤进行:一、配制浸溃液:配制浓度为I~5mol/L硝酸银溶液；二、将以N1-YSZ为阳极的电池的阴极进行保护，然后将以N1-YSZ为阳极的电池放入步骤一的硝酸银溶液中，在水浴温度为25~100°C的条件下进行水浴式浸溃I~lOmin，然后取出，在温度为50~100°C，干燥10~30min，解除对以N1-YSZ为阳极的电池的阴极进行保护，即得抗积碳固体氧化物燃料电池阳极。本实施方式中抗积碳固体氧化物燃料电池阳极的制备方法也可以按照以下步骤进行:一、配制浸溃液:配制质量浓度为I~5%的硝酸银溶液，质量浓度为10~20%的氢氧化钠溶液，质量浓度为2?5%的氨水，质量浓度为5?10%的葡萄糖溶液；二、向2?5mL硝酸银溶液中滴加2?5滴氢氧化钠溶液，摇匀，再滴加质量浓度为2?5%的氨水至沉淀完全溶解；三、将以N1-YSZ为阳极的电池N1-YSZ阳极向上放入步骤二所得的溶液中，再加入4?IOmL质量浓度为5?10%的葡萄糖溶液，迅速摇匀后置于40?60°C反应I?lOmin，然后在60?100°C烘干30?60min，再置于管式炉内700?750°C烧结30?60min，即得抗积碳固体氧化物燃料电池阳极。本实施方式中所述N1-YSZ阳极的制备方法:制备的过程是流延得到阳极和电解质素枉，然后切片，烧结获得。流延用料NiO:YSZ质量比=(40?55): (60?45)，阳极素枉厚度600?900 μ m，烧结温度1300?1450°C，烧结成型，阳极和电解质直径为10?12毫米，其中阳极厚度700?900微米，电解质厚度10?50微米。【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是步骤一中将含水率为78?82%、脱水后的污泥在81?115°C烘26?45小时。其它与【具体实施方式】一相同。【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二之一不同的是步骤一中将含水率为79?81%、脱水后的污泥在90?110°C烘30?40小时。其它与【具体实施方式】一或二之一相同。【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是步骤一中将含水率为80%、脱水后的污泥在100°C烘45小时。其它与【具体实施方式】一至三之一相同。【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是步骤二中本文档来自技高网...

【技术保护点】
污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于污泥作为燃料固体氧化物燃料电池的制备方法按照以下步骤进行：一、将含水率为75～85%、脱水后的污泥在80～120℃烘24～48小时，然后置于室温下5～10小时，再研磨获得100～200目的粉末；二、组装电池：将抗积碳固体氧化物燃料电池阳极或Ni‑YSZ阳极采用丝网印刷法制备阴极，阴极成分为锰酸镧，阴极直径为3～5毫米，厚度为10～30微米，得电池，然后将电池与氧化铝测试管采用银浆密封，向氧化铝测试管内加入10～50克步骤一所得的粉末，接出电池的阴极导线和阳极导线，氧化铝测试管一端插入阳极导气管后密封，再用阴极空气管套住整个氧化铝测试管，得到污泥作为燃料固体氧化物燃料电池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田禹，吴晓燕，左薇，张军，孔晓伟，王静晖，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23