[发明专利]高温电碱盐联产直接甲酸盐燃料电池

摘要

本发明公开了一种高温电碱盐联产直接甲酸盐燃料电池(Na‑DFFC)，属于燃料电池领域，包括以聚四氟乙烯(PTFE)作为粘结剂的非铂阴、阳电极和钠离子形式的阳离子膜。相对于传统甲酸盐燃料电池，所发明的Na‑DFFC阳极无需加入额外电解质(如氢氧化钠)，提高了系统的能量密度，降低了系统设计的复杂度和成本。另外，本发明采用钠离子形式的阳离子膜替代传统阴离子膜，克服了阴离子膜的热稳定性和化学稳定性差的缺点。同时，用聚四氟乙烯(PTFE)替代传统的离子交换树脂粘结剂，使得此燃料电池相对于传统的燃料电池更耐高温。除此之外，所发明的Na‑DFFC在对外输出电力的同时伴随着重要化工原料氢氧化钠和碳酸钠的生成，即形成所谓的电碱盐联产，具有十分广泛的应用前景。

主权项

1.一种高温电碱盐联产直接甲酸盐燃料电池，其特征在于：包括阳极极板(6)、阴极极板(7)以及设置在其间将其分隔成阳极腔和阴极腔的传导钠离子的阳离子交换膜(1)，所述的传导钠离子的阳离子交换膜(1)的阳极腔一侧从内至外依次设置有阳极催化层(4)和阳极扩散层(2)，传导钠离子的阳离子交换膜(1)的阴极腔一侧从内至外依次设置有阴极催化层(5)和阴极扩散层(3)；所述的阳极催化层(5)采用的催化剂为Pd基或Au基金属材料；所述的阴极催化层(5)的催化剂采用过渡金属Fe、Co、Ni或碳材料，碳材料即碳纳米管或石墨烯；所述的阳极催化层(4)、阴极催化层(5)采用中性聚四氟乙烯粘结剂，将催化剂和聚四氟乙烯混合物涂覆在阳极扩散层(2)和阴极扩散层(4)内表面，所述阳极腔反应物采用甲酸钠、阴极腔反应物为氧化剂和水。