一种基于泡沫碳气体扩散电极的直接甲醇燃料电池制造技术

本发明专利技术公开了一种基于泡沫碳气体扩散电极的直接甲醇燃料电池，用泡沫碳作为阴极扩散层，刷涂微孔层浆料后在通入流动氮气的管式炉中烧结得到泡沫碳制备的阴极微孔层，后喷涂催化剂制得基于泡沫碳的气体扩散电极，采用所述气体扩散电极作为阴极扩散层制备微型直接甲醇燃料电池。通过本发明专利技术所制备的燃料电池电极，阴极扩散层表现出更低的电阻率和更高的比表面积，有效降低μDMFC的欧姆电阻、电荷转移电阻和传质电阻，同时泡沫碳更高的孔隙率和较小的表面接触角，增加了μDMFC阴极催化层曝光率，提供更多的气液两相通道，优化了O<subgt;2</subgt;和水排出通道，提高了电池的运行时间，该电极比传统电极表现出更优良的电池性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微型直接甲醇燃料电池阴极扩散层，尤其涉及一种基于泡沫碳气体扩散电极的直接甲醇燃料电池。

技术介绍

1、微型直接甲醇燃料电池(μdmfc)作为一种新型清洁能源，由于其高能量密度、易于储存和丰富的燃料来源、易于启动和生态友好等优点，在便携式电子能源领域具有广阔的应用前景。μdmfc的核心是膜电极组件(mea)——它由阳极电极、阴极电极和质子交换膜(pem)组成，质子交换膜夹在两个电极之间，阳极电极和阴极电极都包含有扩散层(dl)和催化层(cl)。其中扩散层(dl)对电化学反应没有直接作用，但它控制着反应物和产物向/或从催化层的传质，同时它还承担着为催化层提供支撑结构以及将催化层与集电器连接在一起的工作。因此，改善dl是μdmfc技术中的关键。

2、目前，μdmfc由于扩散层和集电器之间存在较大的接触阻抗和刚性不足等问题的影响，其性能远低于预期理论值。本专利技术主要目的是选用泡沫碳(foamy carbon,fc)作为阴极扩散层，泡沫碳是一种具有高电导率的三维网状碳材料，具有独特的多级孔结构、大的比表面积等性质，其中高导电率会减小mea本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于泡沫碳气体扩散电极的直接甲醇燃料电池，其特征在于，采用泡沫碳作为阴极扩散层，在泡沫碳一侧刷涂微孔层浆料后在通入流动氮气的管式炉中烧结得到基于泡沫碳制备的阴极微孔层，然后继续喷涂催化剂浆料制得基于泡沫碳的气体扩散电极，采用阴极气体扩散电极制备得到微型直接甲醇燃料电池。

2.根据权利要求1所述的基于泡沫碳气体扩散电极的直接甲醇燃料电池，其特征在于，所述泡沫碳的大小为1-2cm2，厚度为800-1200μm，电阻率为5.5-6.5×10-4(Ω/cm)，孔隙率＞90％。

3.根据权利要求1所述的基于泡沫碳气体扩散电极的直接甲醇燃料电池，其特征在于，所述微孔层...

【技术特征摘要】

1.一种基于泡沫碳气体扩散电极的直接甲醇燃料电池，其特征在于，采用泡沫碳作为阴极扩散层，在泡沫碳一侧刷涂微孔层浆料后在通入流动氮气的管式炉中烧结得到基于泡沫碳制备的阴极微孔层，然后继续喷涂催化剂浆料制得基于泡沫碳的气体扩散电极，采用阴极气体扩散电极制备得到微型直接甲醇燃料电池。

2.根据权利要求1所述的基于泡沫碳气体扩散电极的直接甲醇燃料电池，其特征在于，所述泡沫碳的大小为1-2cm2，厚度为800-1200μm，电阻率为5.5-6.5×10-4(ω/cm)，孔隙率＞90％。

3.根据权利要求1所述的基于泡沫碳气体扩散电极的直接甲醇燃料电池，其特征在于，所述微孔层浆料刷涂在1-2cm2的泡沫碳上，刷涂厚度为0.0015-0.01mm，刷涂前后增重0.15-0.30...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振刚，金典，周梦瑶，张大骋，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：