[發(fā)明專利]一種直接硼氫化物燃料電池單電池活化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210483030.3
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103840184A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 張華民;邱艷玲;曲超;張鳳祥
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/08
• 分類號: H01M8/08;H01M8/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種直接硼氫化物燃料電池單電池活化方法，

（1）電池設定：

A、控制電池溫度為室溫~80℃；

B、向電池供應反應物；包括供應至陽極的燃料和供應至陰極的氧化劑，其中，燃料為經過堿液穩(wěn)定的硼氫化鈉或硼氫化鉀的水溶液；所述氧化劑為氧氣、空氣或經過酸穩(wěn)定的過氧化氫水溶液；

C、控制反應物流速或利用率：控制液體燃料的供應速率為0.2~20mlmin^-1；

控制氣體氧化劑的進氣壓力為0.01~0.1MPa，化學計量比為10.0~1.0；或，控制過氧化氫氧化劑的供應速率為0.2~20mlmin^-1；

（2）電池活化：于電池的正、負極間施加電子負載，將電池輸出電流密度保持在預定電流密度，對電池進行預定時間的活化；

其特征在于：

所述步驟（2）的活化過程中，于電池的正、負極間施加交流電流；向電池施加的交流電流強度為1~10%預定的電池放電電流，交流電流的頻率范圍為10mHz~100KHz，

預定電流密度為預定的電池放電電流與電池反應面積的比值。

2.按權利要求1所述的活化方法，其特征在于：

所述的預定電流密度為0.1Acm^-2~1.5Acm^-2，所述預定時間為30min~5h。

3.按權利要求1或2所述的活化方法，其特征在于：

電池最佳預定電流密度為0.2~0.8Acm^-2；最佳交流電流強度為3~8%預定的電池放電電流，最佳交流電流的頻率范圍為100mHz~10KHz，最佳預定時間為1h~3h。

4.按權利要求1或2所述的活化方法，其特征在于：

施加交流電流的電路與電子負載所在電路間為并聯(lián)。

5.按權利要求1所述的活化方法，其特征在于：

所述的電池溫度控制范圍為30~50℃。

6.按權利要求1所述的活化方法，其特征在于：

A、燃料中硼氫化鈉或硼氫化鉀的濃度為0.5M~5.0M；燃料中的堿液為NaOH或KOH，其于燃料中濃度為1.0M~6.0M；

B、用于穩(wěn)定過氧化氫的酸為硫酸，其于過氧化氫水溶液中的濃度為0.5M~5M；過氧化氫溶液的濃度為0.2M~5M。

7.按權利要求1或6所述的活化方法，其特征在于：

A、燃料中硼氫化鈉或硼氫化鉀的最佳濃度為1M~3M；燃料中的堿液為NaOH或KOH，其于燃料中最佳濃度為2M~5M；

B、用于穩(wěn)定過氧化氫的酸為硫酸，其于過氧化氫水溶液中最佳濃度為1M~3M；過氧化氫溶液的最佳濃度為1M~4M。

8.按權利要求1所述的活化方法，其特征在于：

控制液體燃料的最佳供應速度為1~5mlmin^-1；

控制氣體氧化劑最佳進氣壓力為0.025~0.05MPa，最佳化學計量比為1.5~4；或，控制過氧化氫溶液的最佳供應速率為1~5mlmin^-1。

9.按權利要求1所述的活化方法，其特征在于：

活化過程完成后，于電池的正、負極間設置電壓測量裝置，通過電壓測量裝置檢測電池的正、負極間的電壓，將電池按權利要求1步驟（1）進行電池設定；

然后于電池的正、負極間施加電子負載，將電池輸出電流密度保持在預定電流密度，對電池進行預定時間的活化；在預定電流密度下電池恒流放電時間為10min~60min；

所述的預定電流密度為0.1Acm^-2~1.5Ac?m^-2；電池最佳預定電流密度為0.2~0.8Acm^-2；

將電池恒流放電前后的電壓進行對比，若電池恒流放電后的電壓減去電池恒流放電前的電壓的差值大于5mV，需對電池重復進行權利要求1中步驟（2）所述的活化操作。