燃料电池膜

燃料电池膜  2007-10-22 22:50:57|  分类： 精细产业技术 |  标签： |字号大中小 订阅 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，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 继续阅读