[发明专利]一种仿鱼类鳃丝结构的空气阴极

摘要

一种仿鱼类鳃丝结构的空气阴极属空气阴极燃料电池领域。本发明在传统空气阴极基础上，针对空气燃料电池在空气阴极催化层催化性能方面存在的局限，设计了空气阴极催化层的结构，加速电解液中质子的传输，增大催化剂与电解质中氧气和质子的接触面积，提高空气阴极的性能。本发明将阴极的催化层设计为一层有催化剂吸附的绒毛状碳纤维，钢网由不锈钢丝和碳纤维组成的碳纤维束编织而成，碳纤维束上的碳纤维长度为5mm，当电池中的电解液有一定流动时，吸附有催化剂的碳纤维会随流体发生摆动，提高电解液中质子的交换速率；吸附有催化剂的碳纤维束能大大增加催化剂与电解质中氧气和质子的接触面积，加快催化层的反应速率。

主权项

1.一种仿鱼类鳃丝结构的空气阴极，其特征在于：空气阴极由扩散层、集流板、催化层组成，催化层一侧为电解液，扩散层一侧为空气，催化层和集流板是由吸附有催化剂的碳纤维束通过编织得到的网状结构，该网状结构由横向平行的碳纤维束和纵向平行的碳纤维束编织而成；每一根碳纤维束由两根相同长度的不锈钢丝和若干根10mm长度的碳纤维通过捆绑缠绕的方式制备得到，通过捆绑缠绕的方式得到的碳纤维束由两根相互接触且旋转方向相同的螺旋型不锈钢丝和夹在中间的碳纤维组成；裁剪所得碳纤维束一侧的绒毛状碳纤维，再通过浸润的方法将催化剂浊液吸附于另一侧剩余的绒毛状碳纤维上，得到吸附有催化剂的碳纤维束；吸附有催化剂的绒毛状碳纤维在电解液中呈分散状态，当电解液腔体中的电解液有流动或电池振动时，吸附有催化剂的绒毛状碳纤维能在电解液中发生微摆动。