[发明专利]银催化镁铝层状氢氧化物膜甲酸盐燃料电池及制备方法

权利要求书

1.一种银催化镁铝层状氢氧化物膜甲酸盐燃料电池，其特征在于，由膜电极、阳极板和阴极板组成；其中，膜电极由阴离子交换膜、钯银还原氧化石墨烯阳极催化剂层和银铜阴极催化剂层组成；

所述阴离子交换膜是由镁铝层状氢氧化物与聚乙烯醇复合而成；其中，所述镁铝层状氢氧化物的质量分数为20％，所述聚乙烯醇的质量分数为80％；或者，所述镁铝层状氢氧化物的质量分数为95％，所述聚乙烯醇的质量分数为5％。

2.一种如权利要求1所述银催化镁铝层状氢氧化物膜甲酸盐燃料电池的制备方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，制备镁铝层状氢氧化物：

采用共沉淀法或2-甲基咪唑水热法制备镁铝层状氢氧化物：

步骤2，制备阴离子交换膜：

采用浇铸法或抽滤法制备阴离子交换膜，

步骤3，制备阳极钯银还原氧化石墨烯催化剂：

步骤4，制备阴极负载在泡沫镍上的银铜纳米合金催化剂：

步骤5，组装膜电极和电池：

称取钯银还原氧化石墨烯催化剂20mg，在称取的钯银还原氧化石墨烯催化剂中依次滴加0.5mL去离子水、1mL无水乙醇和50μL季铵聚砜离子聚合物溶液后，超声处理2h，使钯银还原氧化石墨烯催化剂分散，得到钯银还原氧化石墨烯催化剂溶液；

将得到的钯银还原氧化石墨烯催化剂溶液均匀涂覆在裁剪好的亲水碳纸的一个表面上；将负载有银铜纳米合金催化剂的泡沫镍使用辊压机压制成薄片；

对步骤2中得到的阴离子交换膜进行预处理，处理的具体过程是，称取11.2g氢氧化钾，溶于50mL去离子水中，搅拌均匀，得到氢氧化钾溶液；将所述阴离子交换膜在该氢氧化钾溶液中浸泡24h，得到经过预处理的阴离子交换膜；

组装膜电极：将得到的经过预处理的阴离子交换膜裁剪为片状；该阴离子交换膜的一个表面与所述碳纸涂有催化剂的一个表面贴合，该阴离子交换膜的另一个表面与压制后的负载有银铜纳米合金催化剂的泡沫镍薄片贴合，并将碳纸和该负载有银铜纳米合金催化剂的泡沫镍薄片对正，组成膜电极的半成品；

将得到的膜电极的半成品用锡纸包住，使用压片机进行热压处理，得到膜电极；热压时，压力为4MPa，热压温度为60℃，热压时间为5min；

称取11.22g氢氧化钾、16.82g甲酸钾溶于50mL去离子水中，搅拌至澄清即得到燃料电池的电解液；

组装电池：将得到的膜电极装入电池盒，阳极端通电解液；所述电解液的流动量为1mL/min，阴极端通氧气；所述氧气的流动量为0.2L/min；得到直接甲酸盐燃料电池。

3.如权利要求2所述银催化镁铝层状氢氧化物膜甲酸盐燃料电池的制备方法，其特征在于，所述采用共沉淀法制备镁铝层状氢氧化物的具体过程是：

称取6.4g六水合硝酸镁，溶于25mL去离子水中，称取3.14g九水合硝酸铝，溶于14mL去离子水中，将两者加热到80℃后混合，得到双金属混合溶液；

称取5.3g无水碳酸钠，溶于167mL去离子水中，加热到80℃，使该无水碳酸钠溶解，得到碳酸钠溶液；

在80℃下将得到的双金属混合溶液在搅拌状态下加入至得到的碳酸钠溶液中，此时出现白色沉淀；称取2.4g氢氧化钠，溶于50mL去离子水中；在80℃下将氢氧化钠溶液逐滴加入上述混合溶液中，边滴加边测量pH，直至混合溶液的pH达到10；将混合溶液继续在80℃下搅拌12h，使其老化后自然冷却；通过离心收集沉淀，用去离子水多次洗涤并测量pH，直至pH达到7；将洗涤后的白色沉淀物放入冷冻干燥机中干燥12h，研磨后得到镁铝层状氢氧化物；备用。