專(zhuān)利名稱：：以哌啶為儲(chǔ)氫介質(zhì)的可逆空氣電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種可逆空氣電池，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種以哌啶作為儲(chǔ)氫介質(zhì)，質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)的可逆空氣電池。
背景技術(shù)：
：氫能源清潔、環(huán)境友好、可再生，被認(rèn)為是21世紀(jì)最理想的二次能源。可逆氫氧電池俗稱再生氫氧燃料電池，是一種實(shí)現(xiàn)氫能和電能之間能量高效可逆轉(zhuǎn)換的裝置。再生氫氧燃料電池重量比能量高、使用壽命長(zhǎng)、可靠性好，引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)再生氫氧燃料電池以高壓氫的方式儲(chǔ)存充電時(shí)在負(fù)極產(chǎn)生的氫氣，雖然已質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)的燃料電池(PEMFC)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，然而其商品化還面臨一個(gè)難以解決的問(wèn)題氫的生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)。氫的儲(chǔ)運(yùn)主要有兩種方式第一，高壓氣瓶?jī)?chǔ)氫，缺點(diǎn)在于體積比能量低，對(duì)設(shè)備要求高，并存在一定的安全隱患；第二，利用重整氣給燃料電池進(jìn)料，這必然使燃料電池系統(tǒng)復(fù)雜化，增加成本，難以作為便攜式或移動(dòng)電源。人們嘗試尋找其它的替代燃料以克服PEMFC的技術(shù)障礙，其中以有機(jī)小分子居多。對(duì)于直接甲醇燃料電池來(lái)說(shuō)，燃料不存在儲(chǔ)運(yùn)困難的問(wèn)題，但是反應(yīng)活性低且極易使催化劑中毒，尤其是甲醇在陰極和陽(yáng)極之間滲透會(huì)造成電池性能的嚴(yán)重?fù)p失。對(duì)直接乙醇燃料電池的研究表明，乙醇的分子結(jié)構(gòu)中存在C-C鍵，因而將其徹底電化學(xué)氧化生成CO2非常困難，此外該過(guò)程中通常會(huì)生成各種副產(chǎn)物，比如醛和酯。為避免分子結(jié)構(gòu)存在C-C鍵，有人嘗試使用二甲氧基甲烷(DMM)和三甲氧基甲烷(TMM)作為燃料，但是兩種有機(jī)物氧化后有甲醇生成，依舊沒(méi)有解決燃料滲透造成電池性能降低的問(wèn)題，制備成本也比較高；甲酸和甲醛作為電池燃料的能量密度比較低，并且甲酸具有腐蝕性，甲醛化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，此外兩者都有毒性。所以這些有機(jī)小分子作為燃料的直接燃料電池都存在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)或安全上的問(wèn)題。哌啶，別名六氫吡啶，是一個(gè)雜環(huán)化合物，分子式為(CH2)5ML它是一個(gè)仲胺，可看作環(huán)己烷一個(gè)碳被氮替代后形成的化合物，即氮雜環(huán)己烷。工業(yè)上，它由吡啶氫化制備，用二硫化鉬作催化劑O+^QNN用鈉-乙醇溶液也可將吡啶還原為哌啶。形成的哌啶可以通過(guò)脫氫生成吡啶。吡啶是含有一個(gè)氮雜原子的六元雜環(huán)化合物?？梢钥醋霰椒肿又械囊粋€(gè)(CH)被N取代的化合物，故又稱氮苯。通過(guò)電化學(xué)氧化還原的方法，可實(shí)現(xiàn)哌啶和吡啶之間的相互轉(zhuǎn)換，將哌啶作為負(fù)極活物質(zhì)時(shí)，其負(fù)極充放電反應(yīng)如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>正極側(cè)以水作為活物質(zhì)，其充放電反應(yīng)如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>綜合正負(fù)極的電化學(xué)反應(yīng)，哌啶可逆空氣電池的電池反應(yīng)為2O+6Η2θ#2ζ)+3ο2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>哌啶的含氫量很高，為12.9wt.%。哌啶和吡啶間的有效儲(chǔ)氫量為7wt.%，哌啶的比容量可達(dá)1.89Ah/g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鎳/金屬氫化物電池中使用的儲(chǔ)氫合金比容量(0.250.4Ah/g)，因此哌啶是一種高效的儲(chǔ)氫介質(zhì)。從分子結(jié)構(gòu)角度來(lái)看，哌啶分子中存在穩(wěn)定、牢固的芳香環(huán)，環(huán)上的碳和氮不容易氧化，因此哌啶的電化學(xué)氧化只能氧化部分的氫，不會(huì)使芳香環(huán)開(kāi)環(huán)，也不會(huì)形成電化學(xué)氧化反應(yīng)產(chǎn)生的具有羰基結(jié)構(gòu)的中間產(chǎn)物。分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，偶極距較小，能有效降低哌啶與h3+0之間的結(jié)合，減少電拖曳造成的燃料滲透。常溫常壓下哌啶為無(wú)色澄清液體，熔點(diǎn)為_(kāi)7°C，沸點(diǎn)為106°C，易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。常溫常壓下吡啶亦為無(wú)色澄清液體，熔點(diǎn)為-41.6°C，沸點(diǎn)為115.3°C，通過(guò)結(jié)晶法或蒸餾法，很容易進(jìn)行分離。哌啶和吡啶都溶于水、乙醇、乙醚等，與水組成共沸化合物。作為燃料電池的燃料，既可施行液態(tài)進(jìn)料，也可施行氣態(tài)進(jìn)料，便于燃料電池的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。制作成半封閉式電池，即燃料側(cè)密閉，空氣側(cè)開(kāi)放，可克服傳統(tǒng)燃料電池全開(kāi)放式的弊端所導(dǎo)致的安全性問(wèn)題。非常適用于作為攜帶、移動(dòng)電源的燃料電池，有望成為一種高容量電源?？蓮V泛應(yīng)用于手機(jī)、照相機(jī)、攝像機(jī)、無(wú)繩電動(dòng)工具、應(yīng)急電源、電動(dòng)汽車(chē)等民用產(chǎn)品，也可應(yīng)用于航空、航天，單兵作戰(zhàn)、無(wú)人機(jī)等軍事領(lǐng)域。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種以哌啶為儲(chǔ)氫介質(zhì)，質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)的哌啶可逆空氣電池，以此提高可逆燃料電池的體積比容量。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種以哌啶為儲(chǔ)氫介質(zhì)的可逆空氣電池，該可逆空氣電池采用哌啶為儲(chǔ)氫介質(zhì)且作為負(fù)極活物質(zhì)，質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)，空氣電極為正極。負(fù)極放電時(shí)哌啶被電化學(xué)氧化，生成吡啶。充電時(shí)吡啶被電化學(xué)還原，生成哌啶。本發(fā)明中，可逆空氣電池的負(fù)極活物質(zhì)是哌啶的水溶液或?qū)⑦哙と苡谒崛芤核?，所述酸溶液?6ML—1的硫酸或磷酸；哌啶水溶液或哌啶酸溶液中的哌啶濃度為0.5IOMI71。本發(fā)明中，可逆空氣電池是以貴金屬或貴金屬合金作為正極催化劑或負(fù)極催化齊U，所述貴金屬或貴金屬合金用通式表示為ABx，A為貴金屬Pt、Pd、Au、Os或Ag中的任意一種，B為Pt、Pd、Au、Os、Ag、Fe、Co、Ni、Mn、Mo、Sn或Cu中的任意一種；χ的變化范圍為O1。本發(fā)明中，可逆空氣電池是以聚吡咯修飾碳材料為正極催化劑或負(fù)極催化劑的擔(dān)載體，所述的碳材料為納米碳管(CNT)、碳黑(CB)、碳納米棒(CNR)、碳納米線(CNW)中的任意一種。本發(fā)明中，可逆空氣電池的正極的制備方法為將聚吡咯修飾碳載貴金屬或聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑、水、5wt.%的全氟磺酸樹(shù)脂液、無(wú)水乙醇按照132736的質(zhì)量比例混合調(diào)制成漿料，涂覆到經(jīng)憎水處理的碳紙或碳布上，自然晾干即可。本發(fā)明中，可逆空氣電池的負(fù)極的制備方法為將聚吡咯修飾碳載貴金屬或聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑、水、5wt.%的全氟磺酸樹(shù)脂液、無(wú)水乙醇按照132736的質(zhì)量比例混合調(diào)制成漿料，涂覆到經(jīng)親水處理的碳紙或碳布上，自然晾干即可。本發(fā)明中，可逆空氣電池在橫向方向上具有依次布置的如下結(jié)構(gòu)負(fù)極極板、負(fù)極基體、負(fù)極催化劑層、質(zhì)子交換膜、正極催化劑層、正極基體和正極極板；燃料電池的上下兩端均以密封圈實(shí)現(xiàn)密封，其負(fù)極端子由負(fù)極極板引出，正極端子由正極極板引出；負(fù)極極板與負(fù)極基體之間構(gòu)成負(fù)極流道用于哌啶的溶液流通，負(fù)極流道的頂端設(shè)哌啶溶液入口，其底端設(shè)負(fù)極排出口；正極極板與正極基體之間構(gòu)成正極流道用于空氣的流通，正極流道的頂端設(shè)空氣入口，其底端設(shè)正極排出口。本發(fā)明中，所述負(fù)極基體為經(jīng)親水處理的碳紙或碳布，所述正極基體為經(jīng)憎水處理的碳紙或碳布。本發(fā)明中，所負(fù)極催化劑層或正極催化劑層是聚吡咯修飾碳載貴金屬或聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑、水、5wt.%的全氟磺酸樹(shù)脂液、無(wú)水乙醇按照132736的質(zhì)量比例混合調(diào)制成的漿料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是相比于傳統(tǒng)再生氫氧燃料電池，將哌啶作為儲(chǔ)氫介質(zhì)可大大提高電池的比容量，可進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，所述哌啶可逆空氣電池可作為便攜和移動(dòng)式電源，如電動(dòng)汽車(chē)，電子產(chǎn)品和軍用設(shè)備等。哌啶可逆空氣電池可制作成半封閉式電池，即燃料側(cè)密閉，空氣側(cè)開(kāi)放，可克服傳統(tǒng)燃料電池全開(kāi)放式的弊端所導(dǎo)致的安全性問(wèn)題，大大提高燃料電池的實(shí)用性。相比于傳統(tǒng)碳載貴金屬催化劑，采用聚吡咯修飾碳載貴金屬或貴金屬合金作為催化劑，在碳材料上的聚吡咯可使催化劑粒子的分布更加彌散、均勻，粒子尺寸更加細(xì)小，有助于提高催化劑的活性，提高哌啶可逆空氣電池的充放電性能。說(shuō)明書(shū)附1為所述哌啶可逆空氣電池的構(gòu)造和放電時(shí)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)換。圖2所述哌啶可逆空氣電池的充放電曲線。圖1中的附圖標(biāo)記為1負(fù)極流道、2負(fù)極基體、3負(fù)極催化劑層、4質(zhì)子交換膜、5正極催化劑層、6正極基體、7密封圈、8正極極板、9負(fù)極極板、10哌啶溶液入口、11空氣入口、12負(fù)極排出口、13正極排出口、14正極流道。圖2中的附圖標(biāo)記為①所述哌啶可逆空氣電池的放電曲線、②所述哌啶可逆空氣電池的充電曲線。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明中，聚吡咯修飾碳材料的制備方法可參閱本申請(qǐng)發(fā)明人在中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN101549304中的介紹，聚吡咯修飾碳載貴金屬催化劑或聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑的制備方法可參閱本申請(qǐng)發(fā)明人在中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?01010039824.1和201010132183.4)中的介紹。本發(fā)明對(duì)上述內(nèi)容不再詳細(xì)描述，僅就部分實(shí)施例子作列舉，但所列舉內(nèi)容并不能視為是對(duì)有關(guān)方法的限制性表述內(nèi)容。實(shí)施例1聚吡咯修飾碳載貴金屬催化劑制備將碳材料110克分散到水中配成懸濁液，其質(zhì)量比為115;加入冰乙酸調(diào)節(jié)pH值為2.5，室溫?cái)嚢鐸Omin；按碳材料與吡咯的質(zhì)量比為10.05加入吡咯攪拌5min，然后加入以上貴金屬的氯化物15克；室溫?cái)嚢?h后再加入0.05克質(zhì)量的H2O2；室溫?cái)嚢?h后，加熱至70°C；緩慢加入300ml濃度為0.IML—1的還原劑堿性硼氫化鈉溶液后，劇烈攪拌30min，自然冷卻；用去離子水洗滌過(guò)濾后，真空70°C干燥6h后在Ar惰性氣氛下300°C保溫5h進(jìn)行熱處理，制得聚吡咯修飾碳載貴金屬催化劑，其貴金屬的擔(dān)載量列于表1。表1聚吡咯修飾碳載貴金屬催化劑中貴金屬擔(dān)載量與碳材料與貴金屬氯化物添加量的關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑制備將碳材料1002000克分散到水中配成懸濁液，其質(zhì)量比為115；加入鹽酸調(diào)節(jié)PH值為3，室溫?cái)嚢?0min;按碳黑與吡咯的質(zhì)量比為10.3加入吡咯攪拌lOmin，然后按表2加入相應(yīng)元素和對(duì)應(yīng)量的氯化物；室溫?cái)嚢鐸Oh后再加入100克質(zhì)量的H2O2；室溫?cái)嚢鐸Oh后，加熱至90°C；緩慢加入3000ml濃度為0.3ML—1的還原劑堿性硼氫化鈉溶液后，劇烈攪拌60min，自然冷卻；用去離子水洗滌過(guò)濾后，真空90°C干燥12h后在N2氣氛下600°C保溫Ih進(jìn)行熱處理，制得聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑，催化劑中合金元素的原子比列于表2。催化劑含量為667wt.%。表2聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑中合金元素的原子比及催化劑含量<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例3:正負(fù)極制備將得到的聚吡咯修飾碳載貴金屬或貴金屬合金催化劑、水、5wt.%的全氟磺酸樹(shù)脂(Nafion)溶液和無(wú)水乙醇按照132736的質(zhì)量比例混合調(diào)制成漿料，涂覆到經(jīng)親水處理的碳紙或碳布上，自然晾干后制得負(fù)極；將漿料涂覆到經(jīng)憎水處理的碳紙或碳布上，自然晾干后制得正極。催化劑的擔(dān)載量為167mgcm_2。表3正負(fù)極制備配方及電極中催化劑的擔(dān)載量<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例4哌啶可逆空氣電池放電將實(shí)施例3中制備的涂敷于碳紙的Pt/PPy-CNW正極(催化劑擔(dān)載量11.05mgcm_2)，涂敷于碳紙的AuC0(1.6/PPy-CNT負(fù)極(催化劑擔(dān)載量1.73mgcm—2)用Nafion112膜隔開(kāi)，按圖1的結(jié)構(gòu)組裝成哌啶可逆空氣電池。按表4配制哌啶溶液作為負(fù)極活物質(zhì)，哌啶濃度為0.5IOML—1，工作溫度設(shè)定在O100°C，負(fù)極液流速I(mǎi)mlmirT1，空氣流速5mlmirT1，空氣加濕溫度10100°C電流密度100mAcm—2恒電流放電，得到的開(kāi)路電壓、功率密度和哌啶的放電容量列于表4。表4哌啶可逆空氣電池開(kāi)路電壓、功率密度和哌啶的放電容量與溫度和哌啶溶液成份的關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表4中可以看出哌啶在硫酸或磷酸溶液中，具有較好的的反應(yīng)活性，工作溫度和空氣加濕溫度的提高有助于提高哌啶可逆空氣電池的性能。實(shí)施例5哌啶可逆空氣電池充放電將實(shí)施例3中制備的涂敷于碳布的Pt/PPy-CNW正極(催化劑擔(dān)載量66.3mgcm_2)，涂敷于碳布的AuC0(1.6/PPy-CNT負(fù)極(催化劑擔(dān)載量10.4mgcm—2)用Nafion117膜隔開(kāi)，按圖1的結(jié)構(gòu)組裝成哌啶可逆空氣電池。正極側(cè)通入氧氣，將哌啶溶于1ML—1的硫酸中配制成哌啶溶液(哌啶濃度為2ML—1)作為負(fù)極活物質(zhì)，工作溫度設(shè)定為80°C，負(fù)極液流速5mlmirf1，空氣流速5mlmirf1，空氣加濕溫度80°C，電流密度200mAcm_2施行恒電流放電，負(fù)極側(cè)哌啶轉(zhuǎn)化為吡啶，正極側(cè)得到水。放電8小時(shí)后，在正極通入水，以200mA/cm2的電流密度恒電流充電，負(fù)極側(cè)吡啶轉(zhuǎn)化為哌啶，正極側(cè)逸出氧氣。圖2為工作溫度80°C時(shí)所述電池的充放電曲線。實(shí)施例6速度容量與催化劑擔(dān)載量、哌啶溶液的成份和濃度的關(guān)系將實(shí)施例3中制備的正極和負(fù)極用Nafion112膜隔開(kāi)，按圖1的結(jié)構(gòu)組裝成哌啶可逆空氣電池。將哌啶與濃度為16ML—1的硫酸或磷酸混合，調(diào)制成酸性哌啶溶液作為負(fù)極活物質(zhì)，正極側(cè)通入氧氣，工作溫度設(shè)定為100°c，負(fù)極液流速10mlmirf1，空氣流速10mlmirf1，空氣加濕溫度100°C，以300mA/cm2的電流密度充放電，所得到的放電容量與哌啶的理論比容量(C°=1.89Ah/g)的比(C/C°)作為衡量哌啶速度容量的參數(shù)，其比值越接近1，說(shuō)明負(fù)極催化劑的催化活性越高，所使用的溶劑可強(qiáng)化哌啶的電化學(xué)氧化動(dòng)力學(xué)性能。表5給出了催化劑和溶劑成份與濃度對(duì)哌啶的電化學(xué)氧化動(dòng)力學(xué)性能的影響。表5催化劑和溶劑成份與濃度對(duì)哌啶空氣電池速度容量的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例7本發(fā)明中的可逆空氣電池具有如下的結(jié)構(gòu)布置可逆空氣電池在橫向方向上具有依次布置的如下結(jié)構(gòu)負(fù)極極板9、負(fù)極基體2、負(fù)極催化劑層3、質(zhì)子交換膜4、正極催化劑層5、正極基體6和正極極板8；電池的上下兩端均以密封圈7實(shí)現(xiàn)密封，其負(fù)極端子由負(fù)極極板9引出，正極端子由正極極板8引出；負(fù)極極板9與負(fù)極基體2之間構(gòu)成負(fù)極流道1用于哌啶的溶液流通，負(fù)極流道1的頂端設(shè)哌啶溶液入口10，其底端設(shè)負(fù)極排出口12；正極極板8與正極基體6之間構(gòu)成正極流道14用于空氣的流通，正極流道14的頂端設(shè)空氣入口11，其底端設(shè)正極排出口13。所述負(fù)極基體2為經(jīng)親水處理的碳紙或碳布，所述正極基體6為經(jīng)憎水處理的碳紙或碳布。所負(fù)極催化劑層3或正極催化劑層5是聚吡咯修飾碳載貴金屬或聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑、水、5wt.%的全氟磺酸樹(shù)脂液、無(wú)水乙醇按照132736的質(zhì)量比例混合調(diào)制成的漿料。當(dāng)可逆空氣電池放電時(shí)，哌啶溶液通過(guò)負(fù)極極板9頂端的哌啶溶液入口10進(jìn)入負(fù)極側(cè)；哌啶擴(kuò)散通過(guò)負(fù)極基體2到達(dá)負(fù)極催化劑層3，在催化劑上哌啶發(fā)生電化學(xué)氧化生成質(zhì)子和吡啶，質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜4傳輸?shù)秸龢O催化劑層5，在催化劑上質(zhì)子與空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)還原反應(yīng)生成水，水通過(guò)正極的正極流道14從排出口13排出；吡啶通過(guò)負(fù)極底端的負(fù)極排出口12排出，如圖1所示。本發(fā)明中，當(dāng)給可逆空氣電池充電時(shí)，在正極水發(fā)生電化學(xué)氧化生成氧氣和質(zhì)子。質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜傳輸?shù)截?fù)極；在負(fù)極上吡啶與質(zhì)子發(fā)生電化學(xué)還原生成哌啶，哌啶通過(guò)底端的負(fù)極排出口12排出。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求一種以哌啶為儲(chǔ)氫介質(zhì)的可逆空氣電池，其特征在于，該可逆空氣電池以哌啶為儲(chǔ)氫介質(zhì)且作為負(fù)極活物質(zhì)，質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)，空氣電極為正極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆空氣電池，其特征在于，該可逆空氣電池的負(fù)極活物質(zhì)是哌啶的水溶液或?qū)⑦哙と苡谒崛芤核?，所述酸溶液?6ML—1的硫酸或磷酸；哌啶水溶液或哌啶酸溶液中的哌啶的濃度為0.5IOML—1。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任意一項(xiàng)中所述的可逆空氣電池，其特征在于，該可逆空氣電池是以貴金屬或貴金屬合金作為正極催化劑或負(fù)極催化劑，所述貴金屬或貴金屬合金用通式表示為:ABx,A為貴金屬Pt、Pd、Au、Os或Ag中的任意一種，B為Pt、Pd、Au、Os、Ag、Fe、Co、Ni、Mn、Mo、Sn或Cu中的任意一種；χ的變化范圍為01。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可逆空氣電池，其特征在于，該可逆空氣電池是以聚吡咯修飾碳材料為正極催化劑或負(fù)極催化劑的擔(dān)載體，所述的碳材料為納米碳管、碳黑、碳納米棒或碳納米線中的任意一種。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可逆空氣電池，其特征在于，該可逆空氣電池的正極的制備方法為將聚吡咯修飾碳載貴金屬或聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑、水、5wt.%的全氟磺酸樹(shù)脂液、無(wú)水乙醇按照132736的質(zhì)量比例混合調(diào)制成漿料，涂覆到經(jīng)憎水處理的碳紙或碳布上，自然晾干即可。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可逆空氣電池，其特征在于，該可逆空氣電池的負(fù)極的制備方法為將聚吡咯修飾碳載貴金屬或聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑、水、5wt.%的全氟磺酸樹(shù)脂液、無(wú)水乙醇按照132736的質(zhì)量比例混合調(diào)制成漿料，涂覆到經(jīng)親水處理的碳紙或碳布上，自然晾干即可。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆空氣電池，其特征在于，該可逆空氣電池在橫向方向上具有依次布置的如下結(jié)構(gòu)負(fù)極極板、負(fù)極基體、負(fù)極催化劑層、質(zhì)子交換膜、正極催化劑層、正極基體和正極極板；電池的上下兩端均以密封圈實(shí)現(xiàn)密封，其負(fù)極端子由負(fù)極極板引出，正極端子由正極極板引出；負(fù)極極板與負(fù)極基體之間構(gòu)成負(fù)極流道用于哌啶的溶液流通，負(fù)極流道的頂端設(shè)哌啶溶液入口，其底端設(shè)負(fù)極排出口；正極極板與正極基體之間構(gòu)成正極流道用于空氣的流通，正極流道的頂端設(shè)空氣入口，其底端設(shè)正極排出口。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可逆空氣電池，其特征在于，所述負(fù)極基體為經(jīng)親水處理的碳紙或碳布，所述正極基體為經(jīng)憎水處理的碳紙或碳布。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可逆空氣電池，其特征在于，所負(fù)極催化劑層或正極催化劑層是聚吡咯修飾碳載貴金屬或聚吡咯修飾碳載貴金屬合金催化劑、水、5wt.%的全氟磺酸樹(shù)脂液、無(wú)水乙醇按照132736的質(zhì)量比例混合調(diào)制成的漿料。全文摘要本發(fā)明涉及可逆空氣電池，旨在提供一種以哌啶為儲(chǔ)氫介質(zhì)的可逆空氣電池。該可逆空氣電池采用哌啶為儲(chǔ)氫介質(zhì)且作為負(fù)極活物質(zhì)，質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)，空氣電極為正極。負(fù)極放電時(shí)哌啶被電化學(xué)氧化，生成吡啶。充電時(shí)吡啶被電化學(xué)還原，生成哌啶。相比于傳統(tǒng)再生氫氧燃料電池，將哌啶作為儲(chǔ)氫介質(zhì)可大大提高電池的比容量，可進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，所述哌啶可逆空氣電池可作為便攜和移動(dòng)式電源，如電動(dòng)汽車(chē)，電子產(chǎn)品和軍用設(shè)備等。哌啶可逆空氣電池可制作成半封閉式電池，即燃料側(cè)密閉，空氣側(cè)開(kāi)放，可克服傳統(tǒng)燃料電池全開(kāi)放式的弊端所導(dǎo)致的安全性問(wèn)題，大大提高燃料電池的實(shí)用性。文檔編號(hào)H01M12/08GK101826645SQ201010152518公開(kāi)日2010年9月8日申請(qǐng)日期2010年4月20日優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日發(fā)明者劉賓虹,李洲鵬申請(qǐng)人:浙江大學(xué)