[发明专利]无金属催化剂的空气阴极及其制备方法

摘要

本发明涉及燃料电池的电极制备，旨在提供一种无金属催化剂的空气阴极及其制备方法。该无金属催化剂的空气阴极，包括作为基材的碳布或不锈钢网，所述基材的两面分别涂覆扩散层和催化层，其中扩散层与空气接触，催化层与电解液接触。本发明的阴极由多层扩散层和催化层构成，降低水的蒸发流失，提高了电极的稳定性。阴极一侧直接面对空气，氧气直接扩散到达阴极催化表面，无需外加供气装置和动力，大大降低了电池运行成本和稳定性。阴极催化材料是来源广泛、价格低廉的活性炭，不含任何金属催化剂，大大降低了电池构造成本。具有结构简单、成本低、易于扩大化的特点，能够用于制造高性能低成本微生物燃料电池，同时净化废水。

主权项

一种无金属催化剂的空气阴极，包括作为基材的碳布或不锈钢网，其特征在于，所述基材的两面分别涂覆扩散层和催化层，其中扩散层与空气接触，催化层与电解液接触；所述扩散层由内至外依次为：1～2层的纳米碳基本层和1～5层的聚四氟乙烯涂层；该纳米碳基本层是：粒度为20纳米的碳粉与40％wt的聚四氟乙烯乳液按每克碳粉加10～50ml聚四氟乙烯乳液混合且经加热处理；该聚四氟乙烯涂层是：浓度为60％wt的聚四氟乙烯乳液且经加热处理；所述催化层为：活性炭粉、聚四氟乙烯乳液和异丙醇混合且经加热处理，其中活性炭粉为通过500目筛子的微粒，聚四氟乙烯乳液浓度为5～15％wt，异丙醇浓度为97％wt，每克活性炭粉中加入0.5～4ml聚四氟乙烯乳液和5～10ml异丙醇。