一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于燃料电池领域，具体涉及一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置，包括混合单元和搅拌单元；所述的混合单元包括筒体和盖于筒体上方的盖体，盖体与筒体形成一密封空间；所述的盖体上开设有抽真空孔、加料孔、搅拌单元安装孔和进气孔，所述的搅拌单元通过搅拌单元安装孔安装在混合单元上。与现有技术相比，本实用新型专利技术通过多次的在筒体内实施抽真空、通惰性气体的操作，保证筒体内处于一种高度无氧的状态，具有更高的安全性。具有更高的安全性。具有更高的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置


[0001]本技术属于燃料电池领域，具体涉及一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此其效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故排放出的有害气体极少，使用寿命长。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
[0003]催化剂层是燃料电池中氢气和氧气发生电化学反应产生电流的场所，可以说是氢气燃料电池的核心。由于有三种组分参加化学反应，即气体(氢气和氧气)、电子和质子，因此要求上述三种组分都能到达催化剂表面。气体要通过空隙，电子通过导电载体，质子通过离聚物，这对催化剂层材料提出了很高的要求。首先它必须是多孔的，这样氢气和氧气才能通过；其次它的导电性必须好，这样电流才能大；然后，它和离聚物的接触要好，确保质子能过来；再次，催化剂层必须很薄，使得由于质子迁移速率和反应气体渗透到催化剂层深处所引起电池电位损耗最小；最后，反应生成的水必须有效清除，否则催化剂将浸入水中，导致气体无法到达。
[0004]目前燃料电池所用的催化剂主要为载有纳米级铂催化剂的纳米级碳载体，该催化剂的特点是铂催化剂的粒径小，表面活性高，同时碳载体的粒径也较小，导致催化剂整体的活性非常高，一旦遇到空气中的氧气和含碳有机溶剂，比如醇类等，容易产生燃烧，影响生产的安全性，并破坏催化剂载体。目前载有铂催化剂的碳载体如果要分散在水与有机溶剂的混合溶剂中，即要得到燃料电池催化剂浆料，采用现有的装置安全性低，存在火灾隐患，尤其当催化剂、有机溶剂的量较多时，易发生火灾事故。

技术实现思路

[0005]本技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置，实现了燃料电池催化剂浆料的分散混合过程中完全除去氧气或空气，保障了分散混合过程的高度安全。
[0006]本技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置，包括混合单元和搅拌单元；所述的混合单元包括筒体和盖于筒体上方的盖体，盖体与筒体形成一密封空间；所述的盖体上开设有抽真空孔、加料孔、搅拌单元安装孔和进气孔，所述的搅拌单元通过搅拌单元安装孔安装在混合单元上。
[0008]优选地，所述的筒体与盖体之间通过密封圈或磨砂玻璃密封。
[0009]优选地，所述的筒体为双层结构，在筒体侧壁上设置夹层出口和夹层进口，夹层内抽真空或填充保温材料或充入冷却介质，为筒体内进行保温或降温。
[0010]优选地，所述的筒体以及盖体的材质为玻璃、不锈钢或陶瓷。
[0011]优选地，所述的筒体的容积为1～10L。
[0012]优选地，所述的筒体底部开设放料孔。
[0013]优选地，所述的搅拌单元安装孔设置在盖体中心位置，搅拌单元的搅拌轴垂直插入混合单元内。
[0014]优选地，所述的抽真空孔、加料孔、和进气孔分散设置在盖体上。
[0015]优选地，所述的抽真空孔连接抽真空泵，所述的进气孔连接惰性气体储罐，如氮气罐。
[0016]优选地，所述的搅拌单元为高速搅拌机或高速分散机。
[0017]优选地，所述的搅拌单元包括电机、搅拌轴和搅拌桨或分散桨，电机通过搅拌轴连接搅拌桨或分散桨，搅拌桨或分散桨置于筒体内，且其桨叶外边缘与筒体内壁或底部之间的间距为1～8cm。
[0018]使用时，先在混合单元中加入催化剂，并密封形成密封空间；将形成的密封空间抽真空，充惰性气体，并反复多次，使内部气体完全置换为惰性气体；在搅拌下缓慢加入水和有机溶剂，得到所述的燃料电池催化剂浆料。
[0019]本技术的工作原理为：
[0020]在筒体中加入铂碳催化剂，压紧盖体，形成一个密封空间。安装搅拌单元，并将搅拌单元的搅拌轴和搅拌桨或分散浆由盖体上的搅拌单元安装孔伸入筒体靠近底部位置，用于搅拌。将盖体上的抽真空孔和进气孔分别连接至抽真空泵和惰性气体(如：氮气、氦气等)储罐，先打开抽真空泵，将筒体内的空气抽空，再向筒体内通入惰性气体，反复进行多次抽真空和通入惰性气体的操作，保证筒体内的空气排尽。向筒体内充满惰性气体，打开搅拌后，由加料孔缓慢添加或滴加作为溶剂的含水的有机溶剂，进行搅拌分散，形成催化剂浆料。搅拌完成后，将催化剂浆料由筒体底部的放料孔中放出或由盖体处打开盖体倒出。
[0021]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0022]1、通过多次的在筒体内实施抽真空、通惰性气体的操作，保证筒体内处于一种高度无氧的状态，具有更高的安全性。
[0023]2、在盖体上设置多个孔，可以通过不同孔连接不同装置实现不同操作，即避免了在操作过程中混用同一个孔可能引起的问题，又可以增加本装置的通用性。
[0024]3、筒体采用双层结构，可以在夹层中充入冷却介质，如循环冷却水，进行冷却保温。
附图说明
[0025]图1为本技术的分散搅拌装置的立体结构示意图；
[0026]图2为本技术的分散搅拌装置的正视结构示意图；
[0027]图中：1
‑
盖体；2
‑
筒体；31
‑
夹层出口；32
‑
夹层进口；4
‑
套管；5
‑
搅拌轴；6
‑
电机；7
‑
搅拌单元安装孔；8
‑
抽真空孔；9
‑
进气孔；10
‑
加料孔。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。
[0029]实施例1
[0030]一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置，如图1和图2所示，包括混合单元和搅拌单元；混合单元包括筒体2和盖于筒体2上方的盖体1，盖体1与筒体2形成一密封空间；盖体1上开设有抽真空孔8、加料孔10、搅拌单元安装孔7和进气孔9，搅拌单元通过搅拌单元安装孔7安装在混合单元上。
[0031]更具体地，本实施例中：
[0032]在盖体1的中心位置设置一个搅拌单元安装孔7，用于通过搅拌单元的搅拌轴5，搅拌单元安装孔7的直径根据搅拌轴5的直径来确定。在盖体1上还设置有沿周向排列的抽真空孔8、加料孔10和进气孔9，其直径根据实际情况确定。抽真空孔8和进气孔9，分别与抽真空泵和惰性气体储罐连接。在盖子上部固定有一倒锥形套管4(固定住，不让盖体1与套管4随搅拌轴5旋转)，搅拌轴5经套管4和搅拌单元安装孔7伸入筒体2内部。
[0033]为更好的保证分散混合效果和安全性，筒体2的容积为5L。筒体2采用双层结构，筒体2上设有用于进出冷却介质的夹层出口3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置，其特征在于，包括混合单元和搅拌单元；所述的混合单元包括筒体(2)和盖于筒体(2)上方的盖体(1)，盖体(1)与筒体(2)形成一密封空间；所述的盖体(1)上开设有抽真空孔(8)、加料孔(10)、搅拌单元安装孔(7)和进气孔(9)，所述的搅拌单元通过搅拌单元安装孔(7)安装在混合单元上。2.根据权利要求1所述的一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置，其特征在于，所述的筒体(2)与盖体(1)之间通过密封圈或磨砂玻璃密封。3.根据权利要求1所述的一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置，其特征在于，所述的筒体(2)为双层结构，在筒体(2)侧壁上设置夹层出口(31)和夹层进口(32)，夹层内抽真空或填充保温材料或充入冷却介质。4.根据权利要求1所述的一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置，其特征在于，所述的筒体(2)以及盖体(1)的材质为玻璃、不锈钢或陶瓷。5.根据权利要求1所述的一种分散混合燃料电池催化剂浆料的装置，其特征在于，所述的筒体(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡里清，
申请(专利权)人：上海氢晟新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：