[发明专利]一种熔融碳酸盐燃料电池电解质、燃料电池及制备方法

说明书

本发明属于熔融碳酸盐燃料电池技术领域，具体涉及一种熔融碳酸盐燃料电池电解质、燃料电池及制备方法。所述熔融碳酸盐燃料电池电解质包括如下质量份的组分：碱金属碳酸盐45‑55份；金属氧化物8‑12份，其中，所述金属氧化物为氧化锆，氧化铈，氧化钇，氧化钡中的至少一种。本发明通过将常规燃料电池使用的碳酸盐电解质和金属氧化物的结合形成复合电解质，实现了燃料气中的一氧化碳气体有效、充分的参与反应，减少电池内部积碳。

技术领域

本发明属于熔融碳酸盐燃料电池技术领域，具体涉及一种熔融碳酸盐燃料电池电解质、燃料电池及制备方法。

背景技术

熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate Fuel Cell)简称MCFC，是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池，其电解质是熔融态碳酸盐。MCFC的优点在于工作温度较高，反应速度加快；对燃料的纯度要求相对较低，可以对燃料进行电池内重整；不需贵金属催化剂，成本较低；采用液体电解质，较易操作等。

熔融碳酸盐燃料电池的燃料来源广泛，主要是富氢气体，如合成气，驰放气等，这些燃料气体中一般含有一氧化碳，但是，一氧化碳在熔融碳酸盐燃料电池发生反应较少，而且存在容易引起积碳等问题。

为了解决上述技术问题，现有技术中针对含一氧化碳的燃料气体，有的是利用内重整或外重整型熔融碳酸盐燃料电池实现燃料的发电，有的是利用分离技术实现氢气的分离，但是，内重整或外重整型熔融碳酸盐燃料电池并不能完全实现含碳燃料中一氧化碳生成二氧化碳和氢气，而氢气分离技术需要专用设备，分离成本较高。

有鉴于此，如果熔融碳酸盐燃料电池能够实现含碳燃料中一氧化碳的直接利用，将能够有效解决上述技术问题，并具有广泛的应用前景。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的熔融碳酸盐燃料电池不能够有效充分的利用含碳燃料中的一氧化碳，还会造成积碳等缺陷，从而提供一种熔融碳酸盐燃料电池电解质、燃料电池及制备方法。

为此，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种熔融碳酸盐燃料电池电解质，包括如下重量份的组分：

碱金属碳酸盐45-55份；

金属氧化物8-12份，

其中，所述金属氧化物为氧化锆，氧化铈，氧化钇，氧化钡中的至少一种。

可选的，所述碱金属碳酸盐包括碳酸锂，还包括碳酸钠，碳酸钾，碳酸铯中至少一种。

可选的，所述金属氧化物为氧化锆。

本发明提供一种熔融碳酸盐燃料电池，包括阳极，阴极，隔膜和电解质，所述电解质为上述的熔融碳酸盐燃料电池电解质。

可选的，所述阳极为金属镍；所述阴极为氧化镍；所述隔膜为LiAlO₂。

本发明还提供一种上述熔融碳酸盐燃料电池的制备方法，包括以下步骤：

将金属氧化物与隔膜材料混合，一次球磨，得粉料A；

将所得粉料A与分散剂，粘结剂，消泡剂和增塑剂进行混合，二次球磨，得浆料B；

将所得浆料B进行脱气，流延，得到复合隔膜；

进行熔融碳酸盐燃料电池的组装，将碱金属碳酸盐置于流道中，即得。

本发明中熔融碳酸盐燃料(单)电池的组装为常规操作，具体的，熔融碳酸盐燃料电池单电池结构为双极板(内含流道)-集流板-阳极-隔膜-阴极-集流板-双极板(内含流道)，将碱金属碳酸盐置于流道中，即完成组装。