[发明专利]一种气液分区进料的直接二甲醚燃料电池及其产电方法

摘要

一种气液分区进料的直接二甲醚燃料电池，涉及一种直接二甲醚燃料电池。目的是解决直接二甲醚燃料电池阳极反应需水和电池内阻大的问题。本发明电池中阳极流场板内表面并列设置有截面为槽状的液体流道和截面为槽状的气体流道；液体流道为蛇型或直线型，气体流道为蛇型，蛇型的气体流道的出口为封闭端。本发明二甲醚水溶液和二甲醚气体分别从不同的进料口进入阳极流场的液体燃料区和气体燃料区，阳极扩散层的PTFE使用量降低，电池内阻减小，电池性能高，电池在常压50℃时的最大功率密度为32mw/cm²。本发明适用于制备燃料电池。

主权项

1.一种气液分区进料的直接二甲醚燃料电池，其特征在于：气液分区进料的直接二甲醚燃料电池由阳极流场板(1)、阴极流场板(2)、膜电极(3)、端板(4)、电热片(5)、导线(6)、外电路(7)和绝缘垫片(8)构成，膜电极(3)位于阳极流场板(1)和阴极流场板(2)之间，阳极流场板(1)和阴极流场板(2)之间设置绝缘垫片(8)，绝缘垫片(8)中心为膜电极安放孔，膜电极(3)嵌在绝缘垫片(8)的膜电极安放孔内且与阳极流场板(1)相对设置，阳极流场板(1)和阴极流场板(2)的外侧均设置有端板(4)，端板(4)外侧中心固定有加热片(5)，外电路(7)通过导线(6)与端板(4)连接，膜电极(3)依次由叠放在一起的阳极扩散层(31)、阳极催化剂层(32)、电解质膜(33)、阴极催化剂层(34)和阴极扩散层(35)构成，阳极流场板(1)和阴极流场(2)板采用石墨板；所述阳极流场板(1)内表面并列设置有截面为槽状的液体流道(9)和截面为槽状的气体流道(10)；所述液体流道(9)为蛇型，蛇型的液体流道(9)的进口和出口设置在同侧；蛇型的液体流道(9)的进口处设置有垂直阳极流场板(1)的第一连接孔(95)，第一连接孔(95)一端与蛇型的液体流道(9)的进口连通，第一连接孔(95)的另一端与阳极流场板(1)内设置的第一连接管(97)出口连通，第一连接管(97)设置于阳极流场板(1)内，第一连接管进口(15)设置于阳极流场板(1)的一侧；蛇型的液体流道(9)的出口处设置有垂直阳极流场板(1)的第二连接孔(96)，第二连接孔(96)一端与蛇型的液体流道(9)的出口连通，第二连接孔(96)另一端与阳极流场板(1)内的第二连接管(98)进口连通，第二连接管(98)设置于阳极流场板(1)内，第二连接管出口(14)与第一连接管进口(15)同侧设置；或液体流道(9)为直线型，直线型的液体流道(9)由两条平行的主流道(18)和数条平行的支流道(19)构成，支流道(19)设置于两条平行的主流道(18)之间，支流道(19)与主流道(18)垂直连通，直线型的液体流道(9)进口和出口对角设置，直线型的液体流道(9)的进口连接有引出流道(24)，引出流道(24)的进口与液体流道(9)的出口设置在同侧，引出流道(24)的进口与第一连接孔(95)一端连通，第一连接孔(95)另一端与阳极流场板(1)内设置的第一连接管(97)出口连通；直线型的液体流道(9)的出口与第二连接孔(96)一端连通，第二连接孔(96)另一端与阳极流场板(1)内的第二连接管(98)进口连通；所述气体流道(10)为蛇型，蛇型的气体流道(10)的进口处设置有垂直阳极流场板(1)的第三连接孔(91)，第三连接孔(91)一端与气体流道(10)的进口连通，第三连接孔(91)的另一端与阳极流场板(1)内设置的第三连接管(92)出口连通，第三连接管(92)设置于阳极流场板(1)内，第三连接管(92)进口(17)设置于阳极流场板(1)的一侧；蛇型的气体流道(10)的出口为封闭端；所述阳极扩散层(31)设置于阳极流场板(1)一侧，阴极扩散层(35)设置于阴极流场板(2)一侧；所述阳极扩散层(31)上与液体流道(9)对应部分为亲水型电极(36)，阳极扩散层(31)上与气体流道(10)对应部分为憎水型电极(38)，阳极扩散层(31)上与液体流道(9)和气体流道(10)之间区域对应部分为弱憎水型电极(37)。