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燃料电池膜
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更新日期:2009-10-31  点击:   [ 关 闭 ]
1二次氢氧燃料电池
本发明公开了一种二次氢氧燃料电池。该二次氢氧燃料电池由壳体、电解质、隔膜、负极材料组成。其特点在于电池正极为双功能氧电极,是以空气中的氧为氧化剂,负极为储氢合金材料,其中包括LaNi5系列、混合稀土系列、Ti系列。隔膜采用阴离子交换膜、SPE或石棉膜,电解质以KOH,NaOH,LiOH加10%~80%聚苯胺,聚丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨乙酯絮凝剂。本发明优点在于使用空气中的氧为氧化剂,另一极燃料氢是以质子氢的形式参与反应,无氢气产生。这样无需设置高压储氢氧的储罐,电池设计简单,使用安全,采用石棉和高分子材料隔膜,制造成本低,电池体积小,易于商业化。
2聚合物电解质膜和燃料电池
本发明提供了一种具有突出耐水性和高耐热性、还具有用作低价固体聚合物电解质型燃料电池隔膜所需实用强度的聚合物电解质膜及其制法。本发明提供了包括嵌段共聚物和多孔膜的聚合物电解质,该嵌段共聚物包括引入磺酸基的一种或多种嵌段和基本上没有引入磺酸基的一种或多种嵌段,其中在该嵌段共聚物中至少一种嵌段是在聚合物链中有芳族环的嵌段,以及使用该膜的燃料电池。本发明还提供了生产聚合物电解质膜的方法,包括以下步骤,(i)用对于多孔膜的接触角低于90°的聚合物电解质溶液(1)浸渍多孔膜的一些孔隙,(ii)用聚合物电解质溶液(2)浸渍多孔膜的孔隙的剩余部分,该溶液(2)具有比以上所述溶液(1)对多孔膜的接触角更大的接触角,和(iii)除去溶剂。
3 一种用于制造熔融碳酸盐燃料电池隔膜材料的锂酸铝粉末及其制作方法
本发明公开了一种用于制造熔融碳酸盐燃料电池隔膜材料的锂酸铝粉末,在其中掺加铝、锂和镁中的一种或几种金属单质粉末杂质,同时公开了该锂酸铝的制作方法。通过本发明可以制备出具有较高的耐冷热冲击性能,在急冷急热交替变化的工作条件下不易开裂的一种用于制造熔融碳酸盐燃料电池隔膜材料的锂酸铝粉末。
4熔融碳酸盐燃料电池隔膜的制备方法
一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜的制备方法,包括调制膜浆料,制膜和热压成膜三个工序,其制膜物料的配方采用下列重量份比:α-型LiAlO2:100份;聚乙烯醇缩丁醛:12~22份;邻苯二甲酸二正辛酯:6~13份;分散剂1.6~4.3份;消泡剂:0.4~1.7份;溶剂:200~350份。分散剂选用雪鱼油,消泡剂选用硅油,而溶剂选用正丁醇和乙醇的混合物,其中正丁醇的含量不少于80%。该法制备的电池隔膜,其质地和厚薄均匀,堆密度高,以这样的膜组装电池,组装可靠,重复性好,电化学性能高。
5 熔融碳酸盐燃料电池隔膜用铝酸锂超细料的制备技术
一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜用γ-LiAlO2超细料制备技术,其特征在于依下述步骤进行:以Li2CO3、γ-AlOOH、KCl、NaCl为原料混合加无水球磨介质球磨;在高温550~750℃反应0.5~1小时;将反应过物料反复用去离子水清洗;将以上水合物在高温450~650℃下焙烧0.5~2小时;在以上生成的α-LiAlO2细料中添加抗烧结剂,在850~950℃焙烧1~2小时,即生成γ-LiAlO2超细料。本发明工艺过程简单、可靠、能耗低,适用于粉料批量生产和大容量电池隔膜制备的需要。
6用带铸法制备熔融碳酸盐燃料电池隔膜的装置
一种用带铸法制备熔融碳酸盐燃料电池隔膜的装置,主要包括球磨机、脱气机、带铸装置、干燥装置、热压机,将固体体系、有机物体系及有机溶剂按优化配方球磨成浆料,经过滤、脱气后,用带铸装置制得膜片,再将膜片用干燥装置干燥,经匹配后,用热压机热压,制得电池用隔膜,固体体系为LiAlO2或SrTiO3颗粒匹配料。优点:设备简单,成本低,操作简单,安全可靠,适应性强,溶剂加嘏,环境污染小,利于环保。
7一种用于制造熔融碳酸盐燃料电池隔膜材料的锂酸铝粉末的制备设备
本实用新型公开了一种用于制造熔融碳酸盐燃料电池隔膜材料的锂酸铝粉末的制备设备,其包括α-Al2O3细微球形颗粒制备设备和锂酸铝粉体制备设备,所述α-Al2O3细微球形颗粒制备设备包括有反应釜、结晶釜,锂酸铝粉体制备设备包括反应釜和热合成器;所述反应器和结晶器中设有多层的搅拌叶片;在该反应釜中在上部和下部分别设喷头;在反应釜的后面设有若干个相互串联的结晶釜,而所述的结晶釜的大小是前面的较大而后面的较小。本实用新型提供的锂酸铝粉末的制造设备,为制出可以使其耐急冷急热的性能提高,减少其开裂等问题的出现,提高用这种原料制作的熔融碳酸盐燃料电池隔膜的使用稳定性和商业化应用提供了保证。
8拉伸膜的改进
本发明涉及拉伸的聚合物膜,其包含:(A)聚合物或聚合物混合料,和至少(B)另一种平均颗粒直径为0.1至15μm的组分,其在拉伸,通过(C)一种或多种后处理加工成为隔膜。组分(B)的平均颗粒直径为0.1至15μm,优选为0.5-8.0μm,其中特别优选为1.0至7.0μm。该隔膜用于烯烃烷烃分离、电渗析、海水脱盐,用于燃料电池和其它隔膜应用。
9外延薄膜
公开了一种外延薄膜,它作为缓冲层用于高温超导体、固体氧化物燃料电池(SOFC)的电解质、气体分离隔膜或电子元件的介电材料。通过使用CCVD、CACVD或任何其它合适的沉积方法,可形成无孔的具有理想晶界和密实结构的外延薄膜。公开了数种不同类型的材料作为高温超导体的缓冲层。另外,使用外延薄膜作为SOFC的电解质并形成电极产生密实的无孔和理想晶界/界面的微结构。还公开了用于制造氧和氢的气体隔膜。这些半渗透隔膜是由多孔陶瓷基材上的高质量、密实、气密、无针孔的亚微米级混合导电的氧化物层制成的。还报道了作为电容器中介电材料的外延薄膜。电容器是根据与物理结构和介电常数有关的电容量使用的。本发明外延薄膜形成低损耗的极高介电常数的介电层。高的介电常数可在形成的电容器的电极之间施加直流偏压来调节其电容量。
10 一种燃料电池质子交换膜横向导电率的测试方法与装置
一种燃料电池质子交换膜横向电导率的测试方法与装置,涉及燃料电池电解质性能的检测,本发明采用四电极或三电极体系,工作电极与辅助电极使用碳电极,参比电极使用饱和甘汞电极,碳电极加载测试电流,参比电极测试响应电压。测试时,将交换膜放在两电解池对应的连接孔中间,用交流阻抗法测试出质子交换膜的横向电阻,通过膜的厚度和连接孔的面积换算出膜的电导率。这种测试手段避免了使用直流测试方法时遇到的极化问题,同时也解决了横向电阻的测量问题。该方法所用装置不仅能测量质子交换膜的横向电导率,还能测量与质子交换膜类似的薄膜横向电阻,而且也可测量膜电极的横向电阻,测试装置简单,因此可以被应用于其他燃料电池和锂离子电池中隔膜横向电导率的测试。
11 一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜的制备方法
一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜的制备方法,包括浆料制备、带铸成膜、干燥、热压步骤,其特征在于所述浆料以水为溶剂,以聚乙烯醇(PVA)为粘结剂,以乳酸为分散剂,以甘油和三乙酸甘油酯及乙二醇混合物为增塑剂,以有一定粗细比例的α-LiAlO2为粉料,配方为,重量份数:粉料:45.0份,其中粒径>1μm的粗粉料80-95%,粒径<1μm的细粉料5-20%;粘结剂:7.0~12.0份;分散剂:1.5~3.0份;增塑剂:4.0~8.0份;溶剂:粉料的2.5~4.5倍。本发明以水为溶剂制得的膜质地和厚薄都较均匀,机械强度较高。其空隙率≥50%,在电池中膜阻气能力较高(≥0.9MPa),最大孔径为≤1μm,同时有较高的电化学性能,其电化学性能不低于用有机溶剂制得的膜。
12半)相互侵入网眼结构水凝胶及其制造方法
一种半相互侵入网眼结构水凝胶或相互侵入网眼结构水凝胶,具有如下的特征:其可以用于纸尿布、卫生用品、除放剂、建筑材料、通信材料、土壤改性剂、隐形眼镜、眼内透镜、中空纤维、人工软骨、人工内脏、燃料电池用材料、电池隔膜、抗冲击材料以及弹性垫,其第一单体成分的10摩尔%以上为带电荷的不饱和单体,第二单体成分的60摩尔%以上为电中性的不饱和单体,第一单体成分量和第二单体成分量的摩尔比为1∶2~1∶100,且在第二单体成分聚合交联时,将其交联度设定为小于第一单体成分聚合交联时的交联度。
13 低增湿和耐久的燃料电池隔膜
提供了一种低增湿和耐久的燃料电池隔膜,它带有嵌埋于其中的吸水材料以便在潮湿条件下吸收水,并提供了水的储器以便在干燥条件下保持润湿的隔膜5。在吸水材料中提供了氢的氧化催化剂,它可催化横穿隔膜的氢和氧的反应,用来润湿隔膜并保持吸水材料充满水。按此,在操作系统中燃料电池组的增湿需求即可降低。
14导电性树脂组合物、其制造方法及燃料电池用隔膜
本发明提供以没有成形时的树脂成分和导电性填充剂的分离或空隙、翘曲的发生之类的关于成形性的问题,并且向成形模具中的树脂填充性优良,另外具备了所述优良的特性的燃料电池用隔膜为首,可以获得各种电气·电子构件等的导电性树脂组合物。为了达成该目的,提供含有:导电性填充剂(A)、使通过使(甲基)丙烯酸与具有芳香族环式结构单元及/或脂肪族环式结构单元的环氧树脂发生加成反应而形成的环氧基(甲基)丙烯酸酯(b-1)和多异氰酸酯(b-2)反应而得的氨基甲酸酯改性环氧基(甲基)丙烯酸酯(B)、以20~80重量%具有芳香族环式结构单元及/或脂肪族环式结构单元的不具有活性氢原子的数均分子量为500~10,000的(甲基)丙烯酸酯(C)、可以与所述氨基甲酸酯改性环氧基(甲基)丙烯酸酯(B)及所述(甲基)丙烯酸酯 (C)共聚的其他的乙烯性不饱和单体(D)而形成的导电性树脂组合物。
15水基流延工艺制备熔融碳酸盐燃料电池隔膜的方法
一种能源技术领域的水基流延工艺制备熔融碳酸盐燃料电池隔膜的方法。本发明采用亚微米级的α-偏锂酸铝粉末为原料,将原料加入聚乙烯醇PVA粘接剂的水溶液中,进行球磨造粒,然后同时加入Al2O3纤维和水,搅拌后,得到含有α-LiAlO2、PVA和Al2O3纤维的浆料,把该浆料流延成膜并干燥以后,用三片膜热压成一张膜,就得到所需要的熔融碳酸盐燃料电池的隔膜。本发明以水作为溶剂调配浆料,减少了化学试剂的使用量,更重要的是使用水作为溶剂,大大减少了环境污染,改善了工作环境,降低生产成本。
16 一种固体氧化物燃料电池电解质隔膜的制备方法
一种固体氧化物燃料电池电解质隔膜的制备方法,按以下步骤实现:(1)以加有稳定剂的氧化锆为电解质材料,加入成型助剂后投入球磨机中分散,再加入PVB溶液继续混磨得到浆料;(2)将该浆料进行真空脱泡和陈腐处理;(3)进行流延制成生膜带,再经模具裁剪成生膜片;(4)将生膜片按所需要的厚度叠层,然后放入静水压机中压合成坯片,并同时作表面粗化处理,再冲切成型; (5)将成型的坯片装窑烧结。本发明所采用的制备燃料电池电解质隔膜方法,不受制作环境温度和湿度变化的影响,不会因为流延厚度增加而导致坯带的开裂。所生产出来的电解质隔膜结构致密、高温电导率高、机械强度高。
17 熔融碳酸盐燃料电池隔膜的陶瓷浆料
一种燃料电池技术领域的熔融碳酸盐燃料电池隔膜的陶瓷浆料。本发明各组分及重量百分比为:α-LiAlO2:22-30%,分散剂:0.3-1%,粘结剂:3.1-4.4%,增塑剂:3.1-4.4%,增强剂:1.5-2.2%,溶剂:62-66%。把该浆料在工业化的流延机上流延成膜并干燥以后,用两片膜热压成一张膜,就得到所需要的熔融碳酸盐燃料电池的隔膜,所得隔膜的厚度为0.6-1毫米之间,平均孔径 0.3-0.4μm,平均孔隙率50-60%。本发明调配的浆料,适用于流延机的连续自动成膜,可以精确地控制膜的厚度以及平整度,达到了工业化制备熔融碳酸盐燃料电池隔膜的目的。
18熔融碳酸盐燃料电池隔膜用γ-偏锂酸铝粉料制备方法
一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜主要材料γ-偏锂酸铝粉料制备的方法。本发明以LiOH为Li源物质,Al2O3为Al源物质,在无水球磨介质中,经过常温反应生成LiAlO2,然后在经过高温烧结后,实现晶形转化,最后得到平均粒径在 0.01-0.3μm之间的γ-LiAlO2。本发明工艺过程新颖、简单、可靠,已经用于粉料的批量化生产和工业化规模的熔融碳酸盐燃料电池的隔膜生产。
19 用于燃料电池堆的双极隔膜
本发明描述了其用于聚合物膜燃料电池堆的双极隔膜,其由具有流体通路孔的两片界定,该通路孔由褶皱元件连接并包括用于恒温液体的通道部分,其允许实现热从邻近电池中排出并用单个集成片湿化和分配气体,简化组件和水力密封电池堆。
20一种均相阴离子交换膜的制备方法
本发明均相阴离子交换膜的制备方法,包括铸膜液的制备、成膜和胺化,特征是通过傅-克反应使高分子主链上含有苯环且苯环上接有推电子基团包括甲基、羟基或甲氧基的高聚物进行卤代酰基化;所得产物经醇类先溶解再沉淀的步骤纯化,再溶解于相应的良溶剂中形成铸膜液,静置脱泡,在基体上刮膜并在室温下自然成膜,干燥;再将此膜在胺溶液中胺化,取出干燥即得到均相阴离子交换膜。本发明方法快速、简单,原料来源方便,避免了使用致癌物质氯甲醚,可广泛应用于电渗析法对稀盐溶液进行浓缩或脱盐、作为湿法冶金工业中的电解隔膜、作为酸回收的扩散渗析膜、作为阴离子选择电极、作为碱性燃料电池隔膜等工业领域。
21 一种固体氧化物燃料电池的电解质隔膜
一种固体氧化物燃料电池的电解质隔膜。本实用新型是为了解决现有同类电解质隔膜厚度过薄而强度差的问题。其结构特征是由二片或二片以上的流延成型膜片压合而成的电解质隔膜,矩形产品其长度为50~300mm、宽度为50~300mm、厚度为0.2~0.45mm;圆环形产品其外径为80~250mm、内径为10~50mm、厚度为0.2~0.45mm。
22燃料电池用质子交换膜复合膜制备方法
一种燃料电池用质子交换膜复合膜制备方法,包括如下步骤:将高分子聚合物多孔膜在乙醇溶液中浸泡,除去表面的有机物;在多孔膜上面滴加高沸点有机溶剂;放到真空烘箱内,加热即制得全氟磺酸复合质子交换膜,制得的膜厚为10-100μm。本发明制备复合膜的厚度和全氟树脂的浸入量容易控制,制成的膜不透气,强度好,成本低,可以安全地应用到燃料电池中。
23一种可使燃料电池中的质子交换膜得到均匀水分布的方法
本发明涉及一种可使燃料电池中的质子交换膜得到均匀水分布的方法,该方法是对燃料电池导流板的结构进行改进,具体是在燃料电池导流板的上、下端各设一气体进、出口,该上、下气体进口通过至少一条导流槽与设在导流板下、上端的气体出口连通,分别从导流板上、下端的气体进口进来的气体延各自的导流槽相对逆向行走,随着电化学反应的发生,使整个质子交换膜都处于均匀水分布状态。
24一种质子交换膜燃料电池用的自保湿复合膜及其制备方法
一种质子交换膜燃料电池用的自保湿复合膜及其制备方法,涉及燃料电池用的聚合物薄膜的结构及其制备。该复合膜是由质子交换有机膜和具有保湿功能的涂层复合而成,所述涂层是在含有与有机膜成分相同的有机物的有机溶液中加入无机物或其氧化物粉末,涂覆在有机膜的一侧或两侧。其制备方法是选取具有质子交换能力的有机膜作基体,将无机物或其氧化物粉碎成0.1~10微米的粉末,将粉末、与有机膜成份相同的有机物及有机溶剂均匀混合,制成浆料,涂覆在有机膜基体的表面,烘干、固化,即可制得自保湿复合膜。本发明可用作燃料电池作为质子交换膜,不需另外增湿,可有效简化燃料电池的部件,降低燃料电池的成本。
25一种燃料电池用自增湿复合质子交换膜的制备方法
一种燃料电池用自增湿复合质子交换膜的制备方法,包括以下步骤:在低沸点有机醇和水的溶剂中加热溶解全氟磺酸膜,制成全氟磺酸树脂溶液;向全氟磺酸树脂溶液中加入含Pt的担载型催化剂和高沸点有机溶剂;将溶液滴加在有机多孔膜表面,加热并真空保存;本发明操作简单,复合膜一步完成,复合膜的厚度和含Pt的担载型催化剂单位面积的担载量容易控制。
26一种耐温质子交换膜制备方法
本发明公开了属于燃料电池材料制备技术范围的用聚合物与无机材料进行掺杂来制备质子交换膜的一种耐温质子交换膜的制备方法。其制备是将膜基体高分子聚合物溶到溶剂中,加入无机物,形成悬浮物。通过纳米破碎技术对该悬浮物进行破碎,得到分散均匀的混合物,用浇注法制膜。这种技术是用高温聚合物作为质子交换膜的高分子材料,将微米、亚微米、纳米、亚纳米的无机物质等按一定比例共存、混合,将无机材料固定到杂环高分子网络中形成高离子传导性的新型网络型高分子固体电解质体系,其形成的膜结构相当致密。本发明可用于质子交换膜燃料电池作为质子交换膜,提高燃料电池用质子交换膜的成膜性、稳定性和使用温度,使电堆具有更好的电化学稳定性和可靠性,提高燃料电池的比功率。提高质子交换膜的耐甲醇渗透能力、成膜性和使用寿命。降低了燃料电池的成本,为燃料电池商业化应用提供了可能。
27 燃料电池用有机硅掺杂的质子交换膜及其制备方法
一种燃料电池用有机硅掺杂的质子交换膜的制备方法,其特征在于在有机硅混合液中掺杂钨酸、磷酸类无机多元酸(盐),用溶胶一凝胶法合成;所得质子交换膜价格低廉、低温(20℃~100℃)质子传导性能好、高温化学性能稳定,生产成本低,可促进燃料电池的产业化和市场化。
28燃料电池用有机硅/稀土金属盐/无机多元酸(盐)的质子交换膜
一种燃料电池用有机硅/稀土金属盐/无机多元酸(盐)复合型质子交换膜的制备方法包括:在掺杂了无机多元酸(盐)、具有仿聚乙氧基(PEO)交联结构的有机硅聚合物骨架中加入含有结晶水及具有二维层状结构的稀土金属盐,通过溶胶一凝胶法制备而成,所得质子交换膜能有效地降低质子交换膜的生产成本,克服现有质子交换膜的质子传导能力受水量限制的缺陷,从而促进燃料电池的商品化和市场化,进一步扩大燃料电池的使用范围。
29燃料电池用改性聚苯乙烯磺酸质子交换膜及其制备方法
一种燃料电池用改性聚苯乙烯磺酸质子交换膜的制备方法,是通过卤化反应、烷基化反应、硝化反应或羟基取代反应降低聚苯乙烯磺酸膜分子结构中叔碳上氢原子的含量;本发明通过引入某些基团取代叔氢原子,降低聚苯乙烯磺酸膜分子结构中叔氢原子的含量的方式,对聚苯乙烯磺酸膜进行改性,增强了聚苯乙烯磺酸膜的耐化学氧化降解性能,提高聚苯乙烯磺酸膜的质子导电性和阻醇性能,从而有效提高膜的使用寿命,提高电池性能;本发明的改性聚苯乙烯磺酸膜适于应用在燃料电池领域,尤其是要求质子交换膜有较高阻醇性能的直接甲醇燃料电池领域。
30低温直接甲醇燃料电池用聚苯乙烯磺酸膜及其制备方法
本发明涉及电化学的燃料电池技术,更具体是指低温直接甲醇燃料电池用聚苯乙烯磺酸膜及其制备方法。本发明是以工业级的聚苯乙烯为原料,在惰性气体保护下以酰化剂与浓硫酸的络合物作磺化剂,进行磺化,并通过流延法或者其它成膜方法制备低磺化度的聚苯乙烯磺酸膜。通过控制聚苯乙烯磺酸膜的磺化程度和磺酸基团的分布状况来对聚苯乙烯磺酸膜进行改性,在不影响膜的质子传导性能的前提下,降低了甲醇在膜内的渗透率,提高了膜材料的阻醇性能。本发明基本解决了直接甲醇燃料电池用质子交换膜的甲醇渗透难题,并且其生产工艺相对较简单,原材料价格较低,生产成本相对较低。它可用作低温直接甲醇燃料电池的新型质子交换膜。
31 高温直接甲醇燃料电池用复合型质子交换膜及其制备方法
本发明涉及电化学的燃料电池技术,更详细地是高温直接甲醇燃料电池用质子交换膜以及该膜的制备方法。本发明的高温直接甲醇燃料电池用复合型质子交换膜是以市售的聚偏氟乙烯或聚乙烯醇为原料,并加入掺有无机多元酸的纳米陶瓷粉末,通过流延热压法、涂浆法、压延法或浸胶法制备的具有纳米微孔结构的复合型质子交换膜。本发明所制备的质子交换膜具有纳米微孔结构,80~180℃温度范围的甲醇渗透率比Nafion膜的小,阻醇性能好。本发明制备质子交换膜的制备工艺简单,膜的成本低于Nafion膜,易于产业化,可用作在高温(100℃以上)下也能正常运转的直接甲醇燃料电池的质子交换膜。



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