專利名稱：一種消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池(氫氧)領(lǐng)域，尤其涉及消除進(jìn)入燃料電池氧化劑(空 氣)中的二氧化硫技術(shù)。
背景技術(shù)：
質(zhì)子交換膜燃料電池的氧化劑是空氣中的氧，它是通過空氣過濾器將空氣 中的顆粒物過濾掉，再由鼓風(fēng)機(jī)或者空氣壓縮機(jī)將空氣輸送到電池陰極?，F(xiàn)有 技術(shù)的不足在于空氣過濾器只具有除塵的作用，不具有脫除空氣中污染氣體 如二氧化硫的作用。當(dāng)二氧化硫進(jìn)入電池陰極，很容易吸附在陰極催化劑上， 形成不可逆吸附，從而造成催化劑中毒，降低催化劑活性，使得電池性能逐漸 降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，將處理過的活 性碳纖維置于燃料電池系統(tǒng)中的空氣過慮器的過濾部件中，用活性碳纖維吸附進(jìn) 入燃料電池陰極的空氣中的二氧化硫，從而保持電池穩(wěn)定運(yùn)行。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，包括 對(duì)進(jìn)入燃料電池的空氣用空氣過濾器進(jìn)行過濾，特征是所述的消除燃料電池 氧化劑中二氧化硫的方法還包括在空氣過濾器的過濾部件中加入經(jīng)過處理的活 性炭纖維。
本發(fā)明所述的消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，特征在于所述的 加入空氣過濾器的過濾部件中的經(jīng)過處理的活性炭纖維是將處理過的活性炭纖 維加工成碳纖維紙、碳纖維氈、碳纖維墊中的一種置于空氣過濾器中過濾部件 中。
本發(fā)明所述的消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，特征在于所述的 經(jīng)過處理的活性炭纖維的處理方法包括以下步驟 1)活性炭纖維的預(yù)處理
將要處理的活性炭纖維置于反應(yīng)管中，反應(yīng)管內(nèi)通入高純氮?dú)獗Ｗo(hù)，在高
純氮?dú)獗Ｗo(hù)下并加熱至150-200°C ，保溫30-60分鐘；2) 活性炭纖維吸附有機(jī)胺
將經(jīng)步驟1處理的活性炭纖維，在高純氮?dú)鈿夥障略唤抵潦覝?，將高?氮?dú)饨油ㄑb有有機(jī)胺的鼓泡器，高純氮?dú)馔ㄟ^裝有有機(jī)胺的鼓泡器后再進(jìn)入裝 有活性炭纖維反應(yīng)管，用鼓泡方法使有機(jī)胺蒸汽隨高純氮?dú)庖黄疬M(jìn)到裝有活性 炭纖維的反應(yīng)管中，常溫下通氣20-90分鐘；
3) 活性炭纖維的高溫活化
將步驟2處理過的活性炭纖維在高純氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下以2TVmin 6'C/min 的速度升溫至800-90CTC ，恒溫卜2小時(shí)，恒溫后將溫度降到室溫。
本發(fā)明所述的消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，特征在于所述的 活性炭纖維是聚丙烯基碳纖維、黏膠基碳纖維、瀝青基碳纖維、酚醛基碳纖維 中的任意一種。
本發(fā)明所述的消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，特征在于所述的
有機(jī)胺為丙烯胺或者乙胺、乙二胺、丙胺、丁胺中的任意一種。
本發(fā)明的基本原理是當(dāng)二氧化硫通過物理吸附到活性炭纖維表面后，會(huì)在 活性炭纖維表面上與空氣中的氧催化氧化成三氧化硫，在水蒸氣存在時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榱?酸?；钚蕴坷w維有比較大的比表面積和特殊的孔結(jié)構(gòu)，因而具有吸附容量大，吸 附與脫附速度快，催化轉(zhuǎn)化快的特點(diǎn)，同時(shí)它具有可以加工成各種形狀的特性。 將其經(jīng)過活化處理后，用于空氣過濾器中，使其對(duì)空氣中的二氧化硫進(jìn)行吸附轉(zhuǎn) 化，達(dá)到消除進(jìn)入燃料電池的氧化劑中的二氧化硫的目的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是除二氧化硫活性高、采用該方法處理相比其它方法產(chǎn)品收 率高。具有重量輕、使用方便，價(jià)格便宜，環(huán)保，使用后能夠再生，還可以與其 它纖維復(fù)合，產(chǎn)生多種復(fù)合過濾的機(jī)能。
具體實(shí)施方式
實(shí)施實(shí)例1
將聚丙烯晴基(PAN)碳纖維放在反應(yīng)管中，在高純氮?dú)鈿夥障略陔姞t中升 溫加熱，在18(TC下恒溫60分鐘。恒溫60分鐘后在高純氮?dú)鈿夥障聦囟冉档?室溫。然后通過四通閥將高純氮?dú)廪D(zhuǎn)換到裝有丙烯胺的鼓泡器流程上，通過高 純氮?dú)鈱⒈┌氛羝麕У椒磻?yīng)管中，在聚丙烯晴碳纖維上吸附80分鐘后，再將 高純氮?dú)馔ㄟ^四通闊切換到原來高純氮?dú)庵煌ㄟ^反應(yīng)管氣路。10分鐘后以4°C /min的速度升溫，在溫度升到85(TC時(shí)恒溫1小時(shí)，恒溫1小時(shí)后，將溫度降到室溫后將聚丙烯晴基(PAN)碳纖維取出。將此聚丙烯晴基(PAN)碳纖維加 工成與空氣過濾器配套的形式置于空氣過濾器中。這個(gè)空氣過濾器在燃料電池 的空氣供給系統(tǒng)中就可消除燃料電池氧化劑中的二氧化硫。 實(shí)施實(shí)例2
將聚丙烯晴基(PAN)碳纖維放在反應(yīng)管中，在高純氮?dú)鈿夥障略陔姞t中升 溫加熱，在200。C下恒溫45分鐘。恒溫45分鐘后在高純氮?dú)鈿夥障聦囟冉档?室溫。然后通過四通閥將高純氮?dú)廪D(zhuǎn)換到裝有丁胺的鼓泡器流程上，通過高純 氮?dú)鈱⒍“氛羝麕У椒磻?yīng)管中，在聚丙烯晴碳纖維上吸附90分鐘后，再將高純 氮?dú)馔ㄟ^四通閥切換到原來高純氮?dú)庵煌ㄟ^反應(yīng)管氣路。20分鐘后以4°C/min 的速度升溫，在溫度升到900'C時(shí)恒溫1.5小時(shí)，恒溫1.5小時(shí)后，將溫度降到 室溫后將聚丙烯晴基(PAN)碳纖維取出。將此聚丙烯晴基(PAN)碳纖維加工 成與空氣過濾器配套的形式置于空氣過濾器中。這個(gè)空氣過濾器在燃料電池的 空氣供給系統(tǒng)中就可消除燃料電池氧化劑中的二氧化硫。
權(quán)利要求
1、一種消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，包括對(duì)進(jìn)入燃料電池的空氣用空氣過濾器進(jìn)行過濾，特征是所述的消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法還包括在空氣過濾器的過濾部件中加入經(jīng)過處理的活性炭纖維。
2、 按權(quán)利要求1所述的消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，特征在于: 所述的加入空氣過濾器的過濾部件中的經(jīng)過處理的活性炭纖維是將處理過的活 性炭纖維加工成碳纖維紙、碳纖維氈、碳纖維墊中的一種置于空氣過濾器中的 過濾部件中。
3、 按權(quán)利要求1所述的消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，特征在于 所述的經(jīng)過處理的活性炭纖維的處理方法包括以下步驟1) 活性炭纖維的預(yù)處理將要處理的活性炭纖維置于反應(yīng)管中，反應(yīng)管內(nèi)通入高純氮?dú)獗Ｗo(hù)，在高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下并加熱至150-200°C，恒溫30-60分鐘；2) 活性炭纖維吸附有機(jī)胺將經(jīng)步驟1處理的活性炭纖維，在高純氮?dú)鈿夥障略唤抵潦覝?，將高?氮?dú)饨油ㄑb有有機(jī)胺的鼓泡器，高純氮?dú)馔ㄟ^裝有有機(jī)胺的鼓泡器后再進(jìn)入裝 有活性炭纖維反應(yīng)管，用鼓泡方法使有機(jī)胺蒸汽隨高純氮?dú)庖黄疬M(jìn)到裝有活性炭纖維的反應(yīng)管中，常溫下通氣20-90分鐘；3) 活性炭纖維的高溫活化將步驟2處理過的活性炭纖維在高純氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下以2°C/min 6°C/min 的速度升溫至800-900°C，恒溫l-2小時(shí)，恒溫后將溫度降到室溫。
4、 按權(quán)利要求3所述的消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，特征在于 所述的活性炭纖維是聚丙烯基碳纖維、黏膠基碳纖維、瀝青基碳纖維、酚醛基 碳纖維中的任意一種。
5、 按權(quán)利要求3所述的消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，特征在于 所述的有機(jī)胺為丙烯胺或者乙胺、乙二胺、丙胺、丁胺中的任意一種。
全文摘要
一種消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法，包括對(duì)進(jìn)入燃料電池的空氣用空氣過濾器進(jìn)行過濾，特征是所述的消除燃料電池氧化劑中二氧化硫的方法還包括在空氣過濾器中加入經(jīng)過處理的活性碳纖維?；钚蕴祭w維的處理方法，包括將活性碳纖維在高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下恒溫預(yù)處理；用鼓泡方法使活性碳纖維吸附有機(jī)胺在高純氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下高溫活化。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是除二氧化硫活性高、采用該方法處理相比其它方法產(chǎn)品收率高。具有重量輕、使用方便，價(jià)格便宜，環(huán)保，使用后能夠再生，還可以與其它纖維復(fù)合，產(chǎn)生多種復(fù)合過濾的機(jī)能。
文檔編號(hào)B01D53/86GK101306296SQ200810012328
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者明 侯, 侯中軍, 明平文, 林治銀, 翟俊香 申請(qǐng)人:新源動(dòng)力股份有限公司