[发明专利]新型直接硼氢化钠燃料电池用Fe/N/C阴极生产技术

摘要

本发明提供一种制备Fe/N/C阴极的工业生产技术，该阴极可直接用于直接硼氢化钠燃料电池。该技术包括多孔石墨烯网络的制备、纳米铁的负载和氮掺杂的原位处理、阴极和膜组件的制备等过程。使用本发明提供的技术可以实现Fe/N/C中石墨烯片层的可控生长和阴极的连续生产。且避免传统工艺的憎水处理环节，显著简化了燃料电池阴极的制作流程，对促进燃料电池实用化具有重要意义。

主权项

一种Fe/N/C阴极的工业生产技术，包括如下步骤：1) 在密闭的可抽真空和通气氛的安装有电动收卷放卷装置的容器中，将泡沫镍和碳布双层卷放在左侧转轴，抽出泡沫镍和碳布一头穿过中间反应区固定于右侧收卷机构；将反应装置抽真空至10‑2 Pa并充氮气再抽真空，反复数次使反应器内氧气残余量小于10‑4 Pa；将中间反应区温度升至1050 oC，开始通入甲烷和氮气混合气体，同时开动右侧传动收卷机构使泡沫镍和碳布连续通过中间反应区，使泡沫镍表面生长有石墨烯；当泡沫镍和碳布完全收卷于右侧后停止加热和通气，使反应器内温度降低至100 oC以下后打开反应器取出泡沫镍和碳布双层卷；2) 将步骤1)所获得的双层卷连续通过FeCl3/HCl腐蚀液槽和铁盐溶液槽并保持泡沫镍层在碳布层上方，使得泡沫镍溶解且石墨烯网络中间吸附铁盐；3) 将步骤2)所获得的碳布卷在60 oC烘干后再次装入步骤1)所述的反应器，抽真空至10‑2 Pa并充氮气再抽真空，反复数次使反应器内氧气残余量小于10‑4 Pa；将反应区温度升至900~1050 oC，开始通入氨气和氮气混合气体，同时开动收卷机构使碳布卷连续通过中间反应区，当反应器内温度降低至100 oC以下后打开反应器取出碳布卷；4) 将步骤3)所获得的碳布卷裁剪为合适尺寸作为阴极，与阳极、电解质膜制作成膜组件。