[发明专利]一种无膜的直接肼燃料电池及其制造方法

权利要求书

1. 一种无膜的直接肼燃料电池的制造方法，其特征在于，包括步骤：

（1）将80～120 mg多壁碳纳米管MWCNT、60～110 mg AgNO₃和10～70 mg Ni(NO₃)₂·6H₂O与20ml纯水混合，混合物超声30 min ；然后在搅拌下，缓慢滴入5～15 mL质量百分比60%的NaBH₄溶液，超声15 min 后继续在60 ℃条件下搅拌1 h；用纯水洗涤，于60 ℃干燥，得到MWCNT负载的AgNi纳米催化剂颗粒AgNi/MWCNT；

（2）将FeCl₃6H₂O与苯胺混合，加入过硫酸胺作为氧化剂，在一定温度下将苯胺聚合，得到铁掺杂的聚苯胺，然后在高温和氮气气氛下将铁掺杂的聚苯胺进行热处理，得到Fe/C-PANI催化剂颗粒；

（3）制备电池的阳极片：称取20～80mg AgNi纳米催化剂颗粒AgNi/MWCNT与20～90mg的碳粉，加入5～10 ml无水乙醇，超声分散1小时，随后搅拌1小时，超声过程中慢慢滴加0.05～0.1 ml质量百分比60%的PTFE，使催化剂形成膏状物；将膏状物碾压成片状，晾干1h,均匀放置在不锈钢网的两个表面上，随后用压片机在30MPa下压成所需要的电极片样品；将电极片样品放置马弗炉中，缓慢升温至400 ℃，在400 ℃下烧结2 h，即得到电池的阳极片；

（4）制备电池的阴极片，制备步骤如下：

步骤一：催化层的制备

将30～100 mg碳粉以及10～50 mg Fe/C-PANI催化剂颗粒加入到10ml无水乙醇中，超声15分钟后混合均匀，放在80℃水浴中搅拌，逐滴加入0.02～0.05 ml质量百分比60%的PTFE，直至搅拌成混合均匀的凝膏，然后碾压呈片状，晾干；

步骤二：防水透气层的制备：

将0.1～0.5g碳粉、0.2～0.6g研磨的无水硫酸钠加入到10ml无水乙醇中，超声15分钟以混合均匀，放在80℃水浴中搅拌，逐滴加入0.1～0.5 ml质量百分比60%的PTFE ，直至搅拌成混合均匀的凝膏，然后碾压呈片状；将防水透气片放入冷水中，缓慢加热至沸腾，保持30min，放入干燥箱逐渐加热温度到120℃后保持1小时；

步骤三：阴极片的制备：

将上述所制备的催化层、不锈钢网和防水透气层按顺序叠放在一起，以200KN的压力热压成型，样品成型后在马弗炉中400℃焙烧2小时，即制备成电池的阴极片；

（5）将上述制备好的阳极片和阴极片组装成无膜的直接肼燃料电池。

2.根据权利要求1所述的一种无膜的直接肼燃料电池的制造方法，步骤（5）中，在阳极片两边各配置一块阴极片；阴极片涂有催化剂的一面朝向阳极片，防水透气层的一面与空气接触；阳极片与阴极片之间具有电解质，电解质为含有肼的氢氧化钠溶液，其浓度为0.1～3 mol·L^-1；氢氧化钠浓度为0.5～2 mol·L^-1。

3.一种根据权利要求1或2所述的无膜的直接肼燃料电池的制造方法制造的电池。