[发明专利]一种阴极支撑型直接碳燃料电池

权利要求书

1.一种阴极支撑型直接碳燃料电池，包括阳极层、电解质层、阴极活性层、阴极支撑层，其特征在于：还包括燃料仓、阳极侧集电层、阴极侧集电层、碳燃料输入管、载气输出管、载气进气管、氧气或空气进气管、碳燃料层、多孔陶瓷层，所述的阳极侧集电层、阳极层、电解质层、阴极活性层、阴极支撑层及阴极侧集电层依次由外至内集成电池置在燃料仓中，且所述的电池、碳燃料及多孔陶瓷层依次自上至下叠置在燃料仓中；所述的碳燃料输入管的一端设在电池外，其另一端设在碳燃料层的顶端并与碳燃料层相连通；所述的载气进气管的一端设在电池外，其另一端与电池底部的多孔陶瓷层相连通；所述的载气输出管的一端设在电池外，其另一端设在碳燃料层的中部并与碳燃料层相连通；所述的氧气或空气进气管的一端设在电池外，其另一端设在阴极侧集电层内。

2.根据权利要求1所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的阳极层为氧化镍(NiO)、氧化铈(CeO₂)、氧化铜(CuO)、氧化钇掺杂的钛酸锶(YST)、氧化钪掺杂的钛酸锶(SST)、氧化锶掺杂的铬锰酸镧(LSCM)中的一种或二种以上与氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、氧化钪稳定的氧化锆(SSZ)、氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)、氧化钐掺杂的氧化铈(SDC)、氧化钇掺杂的氧化铈(YDC)、氧化锶和氧化镁分别掺杂镧位和镓位的镓酸镧(LSGM)、钡掺杂的硅酸镧(LBSO)、铝掺杂的硅酸镧(LSAO)中的一种或二种以上形成的复合材料。

3.根据权利要求1所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的电解质层为氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、氧化钪稳定的氧化锆(SSZ)、氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)、氧化钐掺杂的氧化铈(SDC)、氧化钇掺杂的氧化铈(YDC)、氧化锶和氧化镁分别掺杂镧位和镓位的镓酸镧(LSGM)、钡掺杂的硅酸镧(LBSO)、铝掺杂的硅酸镧(LSAO)中的一种或二种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的阴极活性层为氧化锶掺杂的锰酸镧(LSM)、氧化锶掺杂的钴酸镧(LSC)、氧化锶和氧化铁分别掺杂镧位和钴位的钴酸镧(LSCF)中的一种或二种以上与氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、氧化钪稳定的氧化锆(SSZ)、氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)、氧化钐掺杂的氧化铈(SDC)、氧化钇掺杂的氧化铈(YDC)、氧化锶和氧化镁分别掺杂镧位和镓位的镓酸镧(LSGM)、钡掺杂的硅酸镧(LBSO)、铝掺杂的硅酸镧(LSAO)中的一种或二种以上形成的复合材料。

5.根据权利要求1所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的阴极支撑层为氧化锶掺杂的锰酸镧(LSM)、氧化锶掺杂的钴酸镧(LSC)、氧化锶和氧化铁分别掺杂镧位和钴位的钴酸镧(LSCF)中的一种或二种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的燃料仓为不锈钢管。

7.根据权利要求1所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的阳极侧集电层为镍毡。

8.根据权利要求1所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的阴极侧集电层为金属铂网。

9.根据权利要求1所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的碳燃料为石墨、煤来源的精煤或焦炭、石油化工来源的碳黑或石油焦炭、生物质来源的碳或木炭中的一种或二种以上与催化剂组成的混合物。

10.根据权利要求9所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的催化剂为氢氧化钙(Ca(OH)₂)或氧化铈(CeO₂)。

11.根据权利要求1所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的载气为氮气。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的电池为管式结构。

13.根据权利要求12所述的阴极支撑型直接碳燃料电池，其特征在于：所述的管式结构电池是通过浸渍法、浇铸法、挤出法或喷涂法制备得到。