一种可同时合成乙酸的燃料电池的制造方法

摘要

本发明公开了一种可同时合成乙酸的燃料电池的制造方法。本发明的主要步骤是：在水热反应釜中加入络合剂EDTA、还原剂甲醛、PdCl2或者PdCl2+RuCl3溶液，并加热反应后冷却，制得PdRu或者Pd纳米催化剂颗粒；将PdRu或者Pd纳米催化剂颗粒与VulcanXC-72混合，得到碳载PdRu或者Pd催化剂颗粒；在乙醇中将碳载催化剂颗粒与聚四氟乙烯混合均匀，超声分散成糊状；将糊状物均匀涂覆在不锈钢网上，将其干燥后加压制得Pd和PdRu纳米多孔电极片；以Pd电极片为阴极，PdRu电极片为阳极，组装燃料电池，阳极室、阴极室的电解液分别是乙醇的氢氧化钠溶液、过氧化氢的硫酸溶液，其间用阳离子膜隔开。本发明方法简单，材料易得，并在使用时可同时合成乙酸。

主权项

一种可同时合成乙酸的燃料电池的制造方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：（1）电极的制造：（a）在水热反应釜中依次加入络合剂EDTA、还原剂甲醛、PdCl2溶液或者PdCl 2+RuCl3溶液，然后将反应釜加热到150~200℃并保温8~15h，反应完成后冷却至室温，弃掉上层水热反应废液，将反应所得固体颗粒用纯水洗涤1～3次，即得到PdRu纳米催化剂颗粒或者Pd纳米催化剂颗粒；其中，Pd2+或者Pd2++Ru3+与EDTA的摩尔比为1：1，甲醛与Pd2+或者Pd2++Ru3+的摩尔比为(30~80):1，Pd2++Ru3+中Pd2+与Ru3+的摩尔比为（95~50）:（5~50）；（b）将上一步水热法制备所得的PdRu或者Pd纳米催化剂颗粒与VulcanXC‑72混合，得到碳载PdRu或者Pd催化剂颗粒，其中催化剂的质量百分含量为40%~60%；（c）在乙醇中将上一步所得的碳载催化剂颗粒与聚四氟乙烯混合均匀，超声分散成糊状；其中，碳载催化剂颗粒与聚四氟乙烯的质量百分比为90%~75%：10%~25%，聚四氟乙烯在乙醇、碳载催化剂颗粒与聚四氟乙烯混合所形成的糊状物中的浓度为：30~60wt%；（d）最后，将上一步制得的糊状物均匀涂覆在不锈钢网上，将其干燥后于15~20MPa压强下压1min，从而制成纳米多孔Pd电极片或者纳米多孔PdRu电极片，其中Pd或者PdRu的载量为4~6mg/cm2；（2）燃料电池的制造：以步骤（1）的方法分别制得的纳米多孔Pd电极片和纳米多孔PdRu电极 片分别为阴极和阳极，组装燃料电池，其中，阳极室的电解液为乙醇的氢氧化钠溶液，阴极室的电解液为过氧化氢的硫酸溶液，阴极室和阳极室用阳离子膜隔开；（3）乙酸的回收：步骤（2）制得的燃料电池在使用的同时，阳极催化剂将乙醇氧化为乙酸，燃料电池在放电的同时还能在阳极室中回收乙酸。