[發(fā)明專利]一種鎂空氣燃料電池專用氧化還原電催化劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910029270.8
• 申請日: 2019-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN109817992B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁玲燕;許正祥;薛丞
• 申請（專利權(quán)）人: 陳云蘭
• 主分類號(hào): H01M4/88
• 分類號(hào): H01M4/88;H01M4/90;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳至誠化育知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

本發(fā)明公開了一種鎂空氣燃料電池專用氧化還原電催化劑的制備方法，屬于新能源材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明先將氧化石墨烯和中空稻殼纖維分散于水中，再加入聚苯乙烯磺酸鈉，反應(yīng)后，噴霧干燥，得預(yù)處理氧化石墨烯；再將預(yù)氧化殼聚糖分散液，預(yù)處理氧化石墨烯，三聚氰胺，混合后，調(diào)節(jié)pH，再經(jīng)冷藏，干燥，得氧化石墨烯氣凝膠；將氧化石墨烯氣凝膠切割后浸沒于鈦酸酯的乙醇溶液中，加熱回流反應(yīng)，得二氧化鈦?氧化石墨烯復(fù)合凝膠；將二氧化鈦?氧化石墨烯復(fù)合凝膠和銀氨溶液混合后反應(yīng)，再經(jīng)過濾、洗滌和干燥，得銀?二氧化鈦?氧化石墨烯復(fù)合粉體；將銀?二氧化鈦?氧化石墨烯復(fù)合粉體煅燒除雜，冷卻，出料，即得鎂空氣燃料電池專用氧化還原電催化劑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種鎂空氣燃料電池專用氧化還原電催化劑的制備方法，屬于新能源材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

燃料電池作為一種高效、綠色、可持續(xù)的能源利用新技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)今能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種發(fā)電裝置，發(fā)生的反應(yīng)是燃料和氧化劑的氧化還原反應(yīng)，過程不涉及到燃燒，利用率和轉(zhuǎn)化率高，只要原料不斷供應(yīng)，電池的容量就是無限的。此外，燃料電池在供應(yīng)電能過程中無污染排放，已經(jīng)安全高效，成功避免了能源短缺和環(huán)境污染等問題。

與常規(guī)電池不同，燃料電池是一種發(fā)電裝置，而常規(guī)電池本質(zhì)是一種儲(chǔ)能裝置，活性物質(zhì)反應(yīng)物封存在電池內(nèi)，能量釋放完后，電池壽命結(jié)束了，隨電極活性材料的變化，電池輸出會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，而燃料電池的原料由外部源源不斷供應(yīng)，不受限制，理論上容量是無限的，且能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作。燃料電池是將儲(chǔ)存在燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種高效、清潔的電化學(xué)發(fā)電裝置。相較于傳統(tǒng)的熱機(jī)，燃料電池不受卡諾循環(huán)的限制，其能量轉(zhuǎn)換率高達(dá)60～80％，實(shí)際使用效率則為普通內(nèi)燃機(jī)的2～3倍。燃料電池技術(shù)與其他能源技術(shù)相比，具有效率高、環(huán)境好、無噪音和良好的建設(shè)、運(yùn)行及維護(hù)特性。

金屬空氣燃料電池也稱金屬空氣電池，以空氣中的氧氣作為正極反應(yīng)的活性物質(zhì)，用活潑金屬代替氫（鎂、鋁或鋅等）作為負(fù)極燃料，相應(yīng)的活潑金屬地球資源豐富、價(jià)格低廉以及反應(yīng)產(chǎn)物沒有污染。金屬空氣燃料電池是一種很有應(yīng)用前景的新型化學(xué)電源，金屬燃料電池的研宄受到了高度重視，它們的優(yōu)異性能受到廣泛關(guān)注。但是，金屬空氣燃料電池還存在金屬自腐蝕嚴(yán)重以及催化劑活性不高等問題，制約了空氣電池的發(fā)展。

在金屬空氣燃料電池中，根據(jù)所用金屬不同，分為不同類型的燃料電池。通常使用的金屬有鋰、鎂、鋁、鋅、鐵等幾種，金屬鋰、鋁和鎂的理論比能量較高，此外金屬鋰、鋁和鎂的電壓較高，相較金屬鋰而言，金屬鎂和鋁資源豐富、價(jià)格低廉，與此同時(shí)，金屬鎂是一種無毒，環(huán)保的材料，容易加工，相較于金屬鋁、鋅，采用中性電解液，熱效應(yīng)和電解液酸化均不嚴(yán)重，因此，鎂及鎂合金具有很好的應(yīng)用價(jià)值。