采用高浓度甲醇进料方式的自呼吸直接甲醇燃料电池

摘要

本实用新型涉及一种采用高浓度甲醇进料方式的自呼吸直接甲醇燃料电池。该电池构成包括高浓度甲醇贮存单元，水贮存单元和低浓度甲醇贮存单元；在高浓度甲醇贮存单元、水贮存单元与低浓度甲醇单元相连区域，采用一种亲水或憎水材料将上、下两部分连接起来，从而使高浓度甲醇和水传递到低浓度的反应区。该电池可以成功的实现高浓度甲醇进料，能极大提高燃料电池的工作时间，提供更高的能量。只要采用不同亲、憎水比例的材料可以很容易的控制电池中甲醇和水的传输以补充电池工作时消耗的量，而不需要外加蠕动泵和甲醇传感器来控制燃料的补充。该电池能同时提供甲醇和水的补充，而对电池本身的返水性能和渗透性能要求较低，降低了制作电池的难度和成本。

主权项

一种采用高浓度甲醇进料方式的自呼吸直接甲醇燃料电池，其特征在于，该电池构成包括高浓度甲醇贮存单元(1)，水贮存单元(3)和低浓度甲醇贮存单元(6)；它们作为电池壳体所用的材料为高分子材料聚乙烯、聚碳酸酯、有机玻璃、聚丙烯或聚苯乙烯；所述的高浓度甲醇贮存单元(1)和水贮存单元(3)位于低浓度甲醇贮存单元(6)的上部；高浓度甲醇贮存单元(1)与水贮存单元(3)之间有气体通道(2)直通低浓度甲醇反应区(6)，所述的低浓度甲醇单元(6)，也是该电池工作时主要反应区，组装单电池或电池组，该电池的极板采用不锈钢片来雕刻出所需要的流场，要求所述的极板尺寸要与所述的低浓度甲醇单元(6)的尺寸应相适应；贮存高浓度甲醇单元(1)和低浓度甲醇单元(6)通过传质材料制成传输甲醇的通道(4)，所述的通道(4)采用的甲醇传输材料为改性的憎水高分子材料聚四氟乙烯，聚乙烯，聚苯乙烯，聚偏氯乙烯处理过的多孔蓬松状的棉线或海绵；水贮存单元(3)与低浓度甲醇单元(6)通过传质材料制成传输水的通道(5)；所述的通道(5)采用的水的传输材料为多孔蓬松的亲水海绵；亲水树脂或亲水性的高分子材料聚乙二醇、聚丙烯酸或它们的共聚物，或聚丙烯酰胺处理过的亲水绵；所述的低浓度甲醇为1-4mol/L的甲醇溶液，低浓度甲醇直接和电池的阳极接触为工作反应区；所述的高浓度甲醇的浓度为6-24.7mol/L，高浓度甲醇从高浓度贮存单元(1)通过憎水材料传向电池的工作反应区即低浓度甲醇贮存单元(6)；贮存高浓度甲醇单元(1)和水贮存单元(3)的体积比为5∶1-5∶3。