一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池制造技术

本发明专利技术公开了一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池，包括呼吸流场、阴极扩散层、阴极催化层、碳捕集区、阳离子交换膜、阳极催化层、阳极扩散层和阳极流场。本发明专利技术在阳极侧无需加入额外电解质可以在阴极侧持续产出碱液，通过产出的碱液实现对阴极自呼吸流场中二氧化碳的在线捕集。本发明专利技术阴极侧耦合疏水气体扩散区和亲水碳捕集区，实现气态反应物与液态产物的气液分离，有效避免碳酸盐在阴极催化层内的积聚，避免阴极催化层的失活，使直接甲酸盐燃料电池更为高效稳定。本发明专利技术在直接甲酸盐燃料电池放电过程中实现空气中二氧化碳的在线捕集，实现资源的可持续利用，提高了自呼吸式直接甲酸盐燃料电池的可靠性和实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池，具体涉及一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池。

技术介绍

1、在众多碳捕集技术中，化学吸收法是一种被工业上接受的、技术成熟的二氧化碳捕集技术，主要包括氨吸收法、热钾碱法及有机胺法等。其中，热钾碱法中常用的强碱溶液主要通过电解法和碱金属法制备，但这些方法都存在设备复杂、能耗较高的缺点，一种新型的产碱及碳捕集方式亟待出现。

2、直接甲酸盐燃料电池可以将储存于甲酸盐溶液中的化学能直接转化为电能，具有发电效率高、燃料无毒、不易燃和易储运等优点。由于电极反应动力学速率快，不依赖pt基催化剂，碱性直接甲酸盐燃料电池备受关注。

3、碱性直接甲酸盐燃料电池的电极反应如下：

4、阳极反应为

5、阴极反应为1/2o2+h2o+2e-→2oh-

6、电池总反应为

7、碱性直接甲酸盐燃料电池的阴极在电化学反应过程中会生成氢氧根离子，而在阳极侧溶液中含有丰富的阳离子(如na+)。因此，碱性直接甲酸盐燃料电池具备持续产碱并进行在线碳捕集的可行性，但是目前还未出现实现该功能的相关装置。亟本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池，其特征在于，阴极自呼吸流场上加工有空气自呼吸孔道；碳捕集区、阳极流场内对应的位置均设有流道，流道为蛇形流道、平行流道、非连续型流道或交指型流道。

3.根据权利要求1所述的一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池，其特征在于，阴极自呼吸流场的材质为具有导电能力的金属材料或碳材料，阳极流场的材质为金属材料或碳材料；

4.根据权利要求1所述的一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池，其特征在于，阴极催化层由催化剂和粘结剂组成；其...

【技术特征摘要】

1.一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池，其特征在于，阴极自呼吸流场上加工有空气自呼吸孔道；碳捕集区、阳极流场内对应的位置均设有流道，流道为蛇形流道、平行流道、非连续型流道或交指型流道。

3.根据权利要求1所述的一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池，其特征在于，阴极自呼吸流场的材质为具有导电能力的金属材料或碳材料，阳极流场的材质为金属材料或碳材料；

4.根据权利要求1所述的一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池，其特征在于，阴极催化层由催化剂和粘结剂组成；其中，催化剂为具有催化氧还原性能的催化剂，粘结剂为阴离子交换聚合物；

5.根据权利要求1所述的一种自呼吸式在线碳捕集直接甲酸盐燃料电池，其特征在于，碳捕集区的材质为三维导电多...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宪达，王甲一，孙昊，杨远东，任霄汉，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：