The invention provides a preparation method of high active shell activated carbon anode fuel for indirect carbon fuel cell, which comprises the following steps: (1) hydrothermal carbonization of biomass shell raw materials: cleaning, grinding and drying biomass shell raw materials with deionized water for use, taking 5 g treated biomass shell raw materials and 80 mL to go. Ionic water was mixed and oxidant was added, and then transferred to the vessel for hydrothermal reaction at 220 C for 4 h to obtain hydrothermal carbonized shell charcoal; (2) high temperature chemical activation: shell charcoal was washed and dried, then added 2G activator to grind and mix, and calcined at 750 C in argon atmosphere for 3 h, the reaction product was fully in hydrochloric acid solution. After in-situ impregnation, rinsed with deionized water and dried at 60 C for 12 hours, high active shell activated carbon was obtained; (3) The prepared high active shell activated carbon was 10 mg, added to phosphomolybdic acid solution with 60 mL concentration of 30 mmol L_1, and reacted at 80 C for 8 hours to obtain high active shell activated carbon anode fuel. The invention improves the carbon electrooxidation rate, solves the problems of slow carbon direct oxidation process, high operating temperature, low output efficiency and high maintenance cost in the carbon fuel cell.
【技术实现步骤摘要】
一种用于间接碳燃料电池的高活性果壳活性炭阳极燃料的制备方法
本专利技术涉及一种间接碳燃料电池阳极燃料的制备方法,尤其涉及一种用于间接碳燃料电池的高活性果壳活性炭阳极燃料的制备方法。
技术介绍
直接碳燃料电池(DCFC)是一种能够将储存在碳燃料中的化学能直接转化成电能的能量转化装置。阳极使用固体碳材料作为燃料,阴极使用空气或者氧气作为氧化剂。DCFC阳极使用的固体碳燃料具有非常高的体积比能量和电池效率,且碳燃料来源广泛,既可以是活性炭、焦炭、石墨、炭黑、乙炔黑、煤、生物质,也可以是中纤维密度板、热解炭等。以碳为主的化石资源储量丰富(煤储量超过石油),开采成熟且价格便宜。同时相对于气体、液体,固体碳更容易储存和运输,不需要额外的保护装置,安全性很高。间接碳燃料电池(又称低温碳燃料电池)是指操作温度接近室温的碳燃料电池。由于碳本身非常稳定,其动力学氧化过程也很缓慢,在接近室温条件下需要超过1V过电位才能实现碳的直接电氧化。若要通过碳的直接电氧化途径,实现碳燃料电池在低温条件下向外界提供可利用的电能是非常困难的。目前直接碳燃料电池最低操作温度需要500℃,且高温操作对材料的要求很高,这会增加系统的成本,降低碳燃料电池的适用性。因此,降低碳燃料电池的操作温度,提高碳的阳极电氧化速率是碳燃料电池未来发展的重要方向。作为碳燃料电池的阳极燃料,碳材料来源丰富、种类繁多,每种碳燃料都有不同的结构、结晶度、化学特征,而且这些因素都会影响到其在碳燃料电池阳极中的反应活性。一些文献研究了多种碳燃料在DCFC中的活性,包括活性炭、炭黑、针状焦、煤、杏仁壳、玉米棒、棕榈树木质、橄榄树 ...
【技术保护点】
1.一种用于间接碳燃料电池的果壳活性炭阳极燃料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)对生物质果壳原料水热碳化:将生物质果壳原料用去离子水清洗、碾碎、烘干处理后待用,取5~10g处理后的生物质果壳原料与80~100ml去离子水混合,并加入氧化剂,随后转移到容器中200~220℃水热反应4~6h,得到水热碳化的果壳炭;(2)高温化学活化:果壳炭水洗、烘干后,加入2~3g活化剂研磨混合,并在750~850℃的氩气气氛下高温煅烧2~3h,将反应后的产物在盐酸溶液中充分地浸渍,用去离子水洗净后在60℃下干燥12~16h,得到高活性果壳活性炭;(3)取制备的高活性果壳活性炭5~10mg,加入到80~100mL浓度为20~30mmol l‑1的磷钼酸溶液中,在80℃遮光的条件下进行反应6~8h得到高活性果壳活性炭阳极燃料。
【技术特征摘要】
1.一种用于间接碳燃料电池的果壳活性炭阳极燃料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)对生物质果壳原料水热碳化:将生物质果壳原料用去离子水清洗、碾碎、烘干处理后待用,取5~10g处理后的生物质果壳原料与80~100ml去离子水混合,并加入氧化剂,随后转移到容器中200~220℃水热反应4~6h,得到水热碳化的果壳炭;(2)高温化学活化:果壳炭水洗、烘干后,加入2~3g活化剂研磨混合,并在750~850℃的氩气气氛下高温煅烧2~3h,将反应后的产物在盐酸溶液中充分地浸渍,用去离子水洗净后在60℃下干燥12~16h,得到高活性果壳活性炭;(3)取制备的高活性果壳活性炭5~10mg,加入到80~100mL浓度为20~30mmoll-1的磷钼酸溶液中,在80℃遮光的条件下进行反应6~8h得到高活性果壳活性炭阳极燃料。2.根据权利要求1所述的一种用于间接碳燃料电池的高活性果...
【专利技术属性】
技术研发人员:叶克,王刚,曹殿学,段默俨,程魁,朱凯,王贵领,
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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