[发明专利]一种铝燃料电池的阳极及制备方法

说明书

本发明提供一种铝燃料电池的阳极，包括先将原料提纯，再将原材料一起混合熔炼，制成铝合金溶液；最后将熔炼后的铝合金溶液通过专用模具固化成型，并保温沉淀，后再进行室温冷却，制成铝合金坯料，铝合金坯料再次升温并通过挤压设备挤压成型；本发明还涉及一种铝燃料电池的阳极制备方法。本发明克服现有技术制备的铝合金容易出现偏析、铝合金组织不均匀的不足，改善燃料电池的阳极在使用放电时能够均匀腐蚀的能力，有效抑制氧化膜的形成，同时提高阳极的电化学转换率和利用率，在大电流和倍率放电的情况下，提高燃料电池的整体稳定性和可靠性，为增大铝合金燃料电池的功率提供可能。本发明符合新能源发展的趋势，具有广泛的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及燃料电池阳极材料制备方法，尤其涉及一种铝燃料电池的阳极及制备方法。

背景技术

燃料电池是将化学能直接转换为电能和热能的新型电池，其与常规电池的不同之处在于，只要有燃料和氧化剂供给，就会有持续不断的电力输出。它因具有能量转换效率高、无污染、启动快、电池寿命长、比功率、比能量高等优点，而在固定发电系统、现场用电源、分布式电源、空间飞行器电源及交通工具用电源方面有广阔的应用前景。而与传统电池相比，燃料电池的能量至少要高10倍。目前燃料电池主要包括碱性燃料电池磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固态氧化次燃料电池、质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池等，不管何种燃料电池，其结构中都必然包括阳极、阴极和位于阳极和阴极之间的电解质。

现有技术中，阳极材料主要采用以下几种：

一、氢-氧燃料电池，电池的阳极材料是氢(H2)。氢燃料在使用、运输、储存方面存在一定安全隐患，而且把氢气制造成电极材料的成本非常高，其贮存价格、催化电极的制造价格也非常的高昂。

二、锌-空燃料电池，电池采用锌基金属(锌合金)作为阳极，锌合金阳极与空气中的水分子容易产生氧化、潮解现象，而且与空气中的二氧化碳化合容易生成碳酸盐化合物，影响金属阳极性能，所以锌合金阳极不能长期存放；而且电池中的电解液必须是碱性的氢氧化合物溶液，否则就达不到对锌-空燃料电池中的锌合金阳极腐蚀、催化的效果，然而，碱性的氢氧化合物溶液无论是对人还是环境都有很大的危害。

三、其它燃料供电系统(例如：质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池)：其与氢-氧燃料电池的阳极材料的性质、制造、使用基本上接近。

四、镁合金燃料电池，是本申请人在授权号为CN102005577B的专利中提供的“一种镁合金燃料电池的阳极及其制备方法”，采用镁基金属(镁合金)作为阳极，具有能产生较强的电流、导电率高、持续时间长、效率高、无污染的优点。对于与镁相近的铝，其地表储备含量更大，生产制造应用领域更广，作为燃料电池的阳极材料更合适，但以现有技术制备的铝合金存在着偏析、铝合金组织不均匀不足，导致燃料电池寿命短、效能低，即高性能的铝合金燃料电池还难以在市场上推广应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铝燃料电池的阳极及制备方法，阳极偏析量小于千分之一，且阳极组织均匀，同时抑制氢气的产生，从而提高燃料电池的电池效能。

本发明提供一种铝燃料电池的阳极，所述燃料电池的阳极为铝合金，铝合金包括由铝、镁、锆、锂、锌、钙、铟组成，所述铝合金各组分的质量百分比含量为：

余量的铝。

进一步地，所述铝合金各组分的质量百分比含量为：

余量的铝。

进一步地，所述铝合金表面设有氧化膜；所述氧化膜厚度小于6微米。

进一步地，所述铝的纯度大于等于99.95％。