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[发明专利]一种酸碱型直接液体燃料电池-CN202110307004.4在审
发明人：李印实;谢超;孙宪达 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-03-23 - 公布日： 2021-08-17 - 主分类号： H01M8/1011 文献下载
摘要：本发明提供了一种酸碱型直接液体燃料电池，属于燃料电池领域，包括阳极侧自外向内依次相接设置的阳极流场板、阳极扩散层、阳极催化层、阴极侧自外向内依次相接设置的阴极流场板、阴极扩散层、阴极催化层、阴极多孔层以及设置在阳极和阴极之间的阳离子交换膜。本发明通过在阳离子交换膜与阴极催化层之间设置阴极多孔层，实现了碱性阳极和酸性阴极的结合，从而提高了电池的运行电压和输出功率密度。初步实验证明：采用本发明结构的直接乙醇燃料电池的最高功率密度，相较于现有的全酸性直接乙醇燃料电池提升了40倍，相较于现有的全碱性直接乙醇燃料电池提升了5倍。
一种酸碱直接液体燃料电池

[发明专利]一种拓展反应界面电极-CN202110307155.X在审
发明人：李印实;孙宪达;谢超 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-03-23 - 公布日： 2021-08-13 - 主分类号： H01M4/86 文献下载
摘要：本发明提供了一种拓展反应界面电极，属于燃料电池领域。本发明通过在阳离子交换膜与气体扩散层之间设置三维多孔催化层，实现了气态氧气与液态电解质在催化层内的共存。液体电解质的流入不仅能够改变电极反应环境的酸碱性，提高电池的理论热力学电压，还能降低离子的传输阻力，减小电池的欧姆极化损失，进而提高电池的整体性能。此外，三维多孔催化层中的孔隙拓展了气液反应界面，增大了催化剂的电化学活性表面积，加快了电化学反应速率，进一步提高了电池的放电性能。初步实验证明：采用本发明电极结构的直接乙醇燃料电池的实际开路电压和最高功率密度分别达到了1.434V和102.66mW cm‑2，比采用现有电极结构的直接乙醇燃料电池性能(0.845V和10.99mWcm‑2)有了明显的提高。
一种拓展反应界面电极

[发明专利]一种物料分离传输直接甲醇燃料电池及其工作方法-CN201910053646.9有效
发明人：李印实;王睿;何雅玲;孙宪达 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2020-12-15 - 主分类号： H01M8/1011 文献下载
摘要：本发明公开一种物料分离传输直接甲醇燃料电池及其工作方法，本发明的物料分离传输直接甲醇燃料电池，阳极侧采用新型顺流传输结构，液相纯甲醇经甲醇蒸发管路受热蒸发产生甲醇蒸气，甲醇蒸气通过甲醇蒸气流道直接流入阳极扩散层，反应产物直接回流至与燃料产物分离区中甲醇蒸气流道所隔绝的二氧化碳缓冲区直接排出到大气中，甲醇与产物分开输送，燃料电池整体从液相甲醇流入至二氧化碳排出整体过程形成稳定的顺流传输流路，有利于阳极侧反应稳定高效地运行，提高电池效率。
一种物料分离传输直接甲醇燃料电池及其工作方法

[发明专利]低功耗物料分离传输直接甲醇燃料电池及其工作方法-CN201910054392.2有效
发明人：李印实;王睿;何雅玲;孙宪达 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2020-12-15 - 主分类号： H01M8/1011 文献下载
摘要：本发明公开一种低功耗物料分离传输直接甲醇燃料电池及其工作方法，甲醇蒸发区内分别设置有多条甲醇蒸发管路和多条二氧化碳流路，分别独立设置甲醇输送管路和二氧化碳流路，阳极产物二氧化碳产生后直接通过二氧化碳流路排出，减少了二氧化碳与甲醇蒸气掺混，提高了甲醇蒸气的利用率，同时利于二氧化碳收集利用。甲醇蒸气产生后直接进入膜电极参与反应，降低了额外功耗；从甲醇流入至二氧化碳排出整体过程形成稳定的流路，这种燃料自流通结构很大程度上解决了甲醇蒸气浓度不均匀、甲醇反应不充分、甲醇二氧化碳掺混等问题，使电池反应更加稳定高效。
功耗物料分离传输直接甲醇燃料电池及其工作方法

[发明专利]物料分离热量平衡直接甲醇燃料电池及其工作方法-CN201910053668.5有效
发明人：李印实;王睿;何雅玲;孙宪达 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2020-10-27 - 主分类号： H01M8/0247 文献下载
摘要：本发明公开一种物料分离热量平衡直接甲醇燃料电池及其工作方法，分别独立设置甲醇输送管路和二氧化碳流路，阳极产物二氧化碳产生后直接通过二氧化碳流路排出，减少了二氧化碳与甲醇蒸气掺混，提高了甲醇蒸气的利用率，同时利于二氧化碳收集利用；甲醇蒸气产生后直接进入膜电极参与反应，降低了额外功耗；通过甲醇蒸发换热管路将电池运行过程中产生的废热用于甲醇蒸发区加热，电池阳极工作产物二氧化碳为气动隔膜泵提供动力，在无需额外功耗的前提下实现了甲醇供给与蒸发过程；提升甲醇燃料电池的工作效率和稳定性。
物料分离热量平衡直接甲醇燃料电池及其工作方法

[发明专利]一种热平衡物料分离直接甲醇燃料电池及其工作方法-CN201910054374.4有效
发明人：李印实;王睿;何雅玲;孙宪达 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2020-10-27 - 主分类号： H01M8/1011 文献下载
摘要：本发明公开一种热平衡物料分离直接甲醇燃料电池及其工作方法，直接甲醇燃料电池，甲醇与产物分开输送，燃料电池整体从液相甲醇流入至二氧化碳排出整体过程形成稳定的顺流传输流路，解决了因甲醇二氧化碳掺混、甲醇反应不充分、甲醇蒸气浓度不均匀等问题，更有利于阳极侧反应稳定高效地运行，提高电池效率；将燃料电池运行过程中产生的额外的热量传递到甲醇蒸发区中，降低燃料电池运行温度的同时，降低能耗；将电池产物二氧化碳在气压作用下进入气动隔膜泵，二氧化碳分流阀带动气动隔膜泵向甲醇蒸发区稳定输送液相甲醇，在无需额外功耗前提下为液相甲醇进入电池提供动力。
一种平衡物料分离直接甲醇燃料电池及其工作方法

[发明专利]电碱盐联产直接甲酸盐燃料电池-CN201710139177.3有效
发明人：李印实;冯颖;孙宪达 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2017-03-09 - 公布日： 2020-03-31 - 主分类号： H01M4/86 文献下载
摘要：电碱盐联产直接甲酸盐燃料电池(Na‑DFFC)。包括双极板上设置的流场，紧挨着流场的阴阳极扩散层以及由阴离子交换树脂和非贵金属催化剂构成的阳极催化层和钠离子形式的阳离子膜以及由聚四氟乙烯(PTFE)和非贵金属催化剂构成的阴极催化层。本发明针对甲酸盐燃料电池用钠离子形式的阳离子膜替代传统的阴离子膜，克服了阴离子膜离子传导率低和稳定性差的缺点。并且阳极由阴离子交换树脂作为粘结剂，更加有利于反应所需要的氢氧根离子传输到相应的三相反应位点。同时，本发明阳极无需加入额外电解质(如氢氧化钠)，提高了体系的能量密度，降低了系统的复杂性和投入成本。除此之外，电池对外输出电力过程中伴随着生成的氢氧化钠和碳酸钠还可以用作化工原料。
电碱盐联产直接甲酸燃料电池

[发明专利]高温电碱盐联产直接甲酸盐燃料电池-CN201710138513.2有效
发明人：李印实;冯颖;孙宪达 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2017-03-09 - 公布日： 2019-10-18 - 主分类号： H01M4/86 文献下载
摘要：本发明公开了一种高温电碱盐联产直接甲酸盐燃料电池(Na‑DFFC)，属于燃料电池领域，包括以聚四氟乙烯(PTFE)作为粘结剂的非铂阴、阳电极和钠离子形式的阳离子膜。相对于传统甲酸盐燃料电池，所发明的Na‑DFFC阳极无需加入额外电解质(如氢氧化钠)，提高了系统的能量密度，降低了系统设计的复杂度和成本。另外，本发明采用钠离子形式的阳离子膜替代传统阴离子膜，克服了阴离子膜的热稳定性和化学稳定性差的缺点。同时，用聚四氟乙烯(PTFE)替代传统的离子交换树脂粘结剂，使得此燃料电池相对于传统的燃料电池更耐高温。除此之外，所发明的Na‑DFFC在对外输出电力的同时伴随着重要化工原料氢氧化钠和碳酸钠的生成，即形成所谓的电碱盐联产，具有十分广泛的应用前景。
高温电碱盐联产直接甲酸燃料电池

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