[发明专利]以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池的制备方法

权利要求书

1.一种以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池的制备方法，其特征是：将小分子液态燃料和催化剂溶液一起使用微型泵输送至低温液相燃料重整器在温度20～200℃、压力为0.1～20MPa下进行重整反应，使得小分子液态燃料转换为由具有还原性的液态燃料，同时小分子液态自身完全氧化为二氧化碳和水；以该还原性的燃料溶液和空气分别是还原剂和氧化剂输入到燃料电池及可进行发电；还原性的燃料溶液在负极电极上放电被氧化后重新变成催化剂溶液和甲醇燃料一起重新输送到低温液相燃料重整器进行反应；该过程不断的循环，燃料电池工作时产生的水通过水管理系统从系统中排出。

2.如权利要求1所述以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池，其特征是：所述的小分子液态燃料包括甲醇、甲醛和/或甲酸或者由它们一种或几种的混合物组成。

3.如权利要求1所述以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池，其特征是：所述的催化剂溶液是指由溶解于酸性溶液中的多酸形成的溶液，多酸可以是同多酸或者杂多酸；同多酸为钨酸或者钼酸，杂多酸则为通式为[XaMbO₄₀]^n- ,X=P,Si,Ge,As…,M=W,Mo,a:b=1:6 , 1:9,1:12 的一系列化合物；催化剂溶液可以是上述多酸中的一种或几种混合而成；催化剂是指Co,Ni,Mn,Ir,Ru,Au,Pt,W,Mo,Ag金属以及有它们一种或者几种组成的合金催化剂，或者有MnO₂,LaMnO₃、LaNinO₃和LaCoO₃，以及有这些化合物掺杂Ca、Sr、Ce、Pb元素形成的化合物。

4.如权利要求3所述以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池，其特征是：所述的多酸是由多酸分子和有机分子结合成的超分子化合物，如[(C₁₉H₁₈N₃)₂H][PMo₁₂O₄₀],硅钨酸和有机分子PPY形成的(ppy)₄H₆[SiW₁₂O₄₀]超分子化合物；所述的酸性溶液为硫酸、盐酸和磷酸这类的无机酸中的一种或者几种混合而成。

5.如权利要求1所述以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池，其特征是：所述的还原性的燃料溶液是指多酸溶液被还原得到的具有还原性的杂多蓝溶液。

6.如权利要求1所述以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池，其特征是：所述的燃料电池具有燃料电池负极、氢离子交换膜和正极空气气体扩散电极；所述的燃料电池负极是以经过热处理的并进行表面修饰的聚丙烯纤维碳毡和集流板复合组成负极；正极是指由粘接剂、炭黑、催化剂和集流网形成的疏水多孔的气体交换电极。

7.如权利要求1或6所述以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池，其特征是：所述的电极表面修饰的化学处理使用的金属元素为Co、Ni、Mn、Ir、Ru、Au、Ag、Pt、W、Mo其中的一种或者几种组合。

8.如权利要求6所述以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池，其特征是：所述的离子交换膜是指全氟磺酸树脂交换膜或者能通过氢离子的非全氟磺酸质子交换膜。

9.如权利要求6所述以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池，其特征是：所述的粘接剂是指聚四氟乙烯、偏四氟乙烯和全氟磺酸树脂中的一种或者几组成。

10.如权利要求1所述以小分子液态有机物为燃料的液流燃料电池，其特征是：所述的液流燃料电池包含有催化剂溶液浓度传感器、气体湿度传感器和温度传感器这一系列传感器和系统程序控制器系统构成液流燃料电池的控制系统；液流燃料电池的产物水是通过控制进入电池系统的空气湿度来排出电池的外部，产生的二氧化碳是通过从液体中溢出后然后通过汽水分离器排出电池的外部。