【CN109962228A】用于微生物燃料电池的CoMOFGO薄膜的制备方法及其构建的MFCs【专利
微生物燃料电池的制备与性能研究
微生物燃料电池的制备与性能研究微生物燃料电池（microbial fuel cell, MFC）作为一种新兴的可再生能源技术，具有能够同时产生电能和废水处理的双重功能，对于解决能源危机和环境治理具有重要意义。
本文将介绍微生物燃料电池的制备方法，并重点探讨其性能研究。
一、微生物燃料电池的制备方法微生物燃料电池的制备主要包括阳极和阴极的搭建以及微生物的选择。
阳极通常采用碳材料，如石墨毡、石墨电极等，而阴极则通常采用氧还原反应催化剂，如铂金。
微生物则是通过电极材料表面的生物膜与燃料（如有机废水）之间的相互作用来实现电子转移。
具体制备方法如下：1. 制备阳极：将阳极材料（如石墨电极）切割成适当的形状并清洗，然后用研磨纸打磨表面以增加其表面积。
2. 制备阴极：选择合适的氧还原反应催化剂（如铂金），将其涂覆在碳纸或碳布上，并干燥制备成阴极。
3. 微生物选择与培养：选择适宜的微生物菌种，如细菌、藻类等，并进行培养，以便形成稳定的生物膜。
二、微生物燃料电池性能研究1. 发电性能研究发电性能是评价微生物燃料电池的重要指标之一。
研究者通常采用电化学技术对微生物燃料电池进行性能测试。
通过测量电流和电压的变化，可以得到微生物燃料电池的I-V曲线，进一步分析其功率输出和内阻。
2. 废水处理性能研究废水处理是微生物燃料电池的另一个重要功能。
研究者通常使用有机废水作为燃料，并通过测量废水中有机物浓度的变化，来评估微生物燃料电池的废水处理性能。
3. 影响因素研究微生物燃料电池的性能受到多种因素的影响，包括底物类型、温度、pH值、氧气供给等。
研究者通过改变这些因素，来研究它们对微生物燃料电池性能的影响，并优化微生物燃料电池的工作条件。
4. 经济性研究微生物燃料电池的应用前景与经济性密切相关。
研究者需要通过对微生物燃料电池的制备成本、发电效率以及废水处理能力等方面的研究，来评估其经济可行性，并寻求提高其经济性的途径。
总结：微生物燃料电池作为一种新兴的可再生能源技术，其制备方法和性能研究对于推动可再生能源的发展具有重要意义。
一种微生物燃料电池及其制备方法和应用[发明专利]
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[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101645515A [43]公开日2010年2月10日[21]申请号200910042038.4[22]申请日2009.08.20[21]申请号200910042038.4[71]申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号[72]发明人冯春华 万群义 樊栓狮 郎雪梅 [74]专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司代理人何淑珍[51]Int.CI.H01M 8/16 (2006.01)H01M 4/96 (2006.01)H01M 4/86 (2006.01)H01M 4/88 (2006.01)C02F 1/461 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 3 页[54]发明名称一种微生物燃料电池及其制备方法和应用[57]摘要本发明涉及微生物燃料电池领域，具体公开了一种微生物燃料电池及其制备方法和应用，阳极是表面电沉积有聚吡咯和蒽醌－2，6－二磺酸钠的碳毡；阴极主要由碳纳米管、聚四氟乙烯和伽马－碱性氧化铁组成。
本发明结合了微生物燃料电池以及电芬顿的优点，利用微生物对阳极液中的有机底物的作用而产生的电能，作为电芬顿反应的能量，再进一步氧化降解水体中污染物质。
本方法环境友好，具备产能以及水处理两方面的效果，从而为用微生物燃料电池降解有机污染物开辟了一种新的方法。
200910042038.4权 利 要 求 书第1/1页1、一种微生物燃料电池，其特征在于，阳极是表面电沉积有聚吡咯和蒽醌-2，6-二磺酸钠的碳毡；阴极主要由碳纳米管、聚四氟乙烯和伽马-碱性氧化铁组成。
2、根据权利要求1所述的微生物燃料电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)阳极的制备方法应用电化学工作站在碳毡上电沉积蒽醌-2，6-二磺酸钠和聚吡咯的混合液，扫描电压为0.6V～1.0V，电沉积的电量为0.5～1.5库伦；(2)阴极的制备方法在碳纳米管和伽马-碱性氧化铁的混合物中，滴加聚四氟乙烯后，边搅拌边缓慢滴加乙醇溶液12mL～15mL，混合均匀后，再超声处理15min～20min，将得到的材料均匀涂覆在一层钛网上，材料表面再盖上一层钛网，用压片机压紧，即得阴极；(3)将阳极和阴极放入电池槽中，电池槽用质子交换膜隔成阴极室和阳极室，在阴极室注入阴极液，阳极室注入阳极液，并在阳极室加入微生物菌体S12，制成微生物燃料电池。
燃料电池系统中薄膜电解质的制备与性能
燃料电池系统中薄膜电解质的制备与性能燃料电池系统一直以来都是人们关注的热点领域，其作为清洁能源的代表，受到了广泛的关注和重视。
作为燃料电池系统中至关重要的组成部分，薄膜电解质的制备与性能一直是研究的重点之一。
薄膜电解质是燃料电池系统中的关键部件，其性能直接影响着燃料电池的输出功率、效率和稳定性。
在燃料电池系统中，薄膜电解质主要用于负责离子的传输，同时具有高的离子导电性能、良好的耐化学腐蚀性和优异的稳定性。
为了提高薄膜电解质的性能，研究人员通过不断改进制备工艺，优化薄膜微观结构，调控材料成分等方式来提高薄膜电解质的性能。
目前，常用的薄膜电解质材料主要包括聚合物薄膜、陶瓷薄膜、复合薄膜等。
在聚合物薄膜中，常用的材料有聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯胺（PANI）、聚乙烯醇（PVA）等。
这些材料具有良好的氧气阻隔性、电化学稳定性和机械性能，可以作为优秀的薄膜电解质材料应用于燃料电池系统中。
而在陶瓷薄膜中，氧化锆（ZrO2）、氧化铈（CeO2）、氧化铝（Al2O3）等常被用作薄膜电解质材料。
这些陶瓷材料具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性和离子导电性能，可以大幅提高薄膜电解质的性能。
此外，复合薄膜是一种将聚合物材料与陶瓷材料相结合的薄膜电解质材料。
这种复合薄膜不仅综合了聚合物和陶瓷材料的优点，同时也避免了它们各自的缺点，能够更好地满足燃料电池系统对薄膜电解质的要求。
除了材料的选择，薄膜电解质的制备工艺也对其性能起着至关重要的作用。
目前常用的制备工艺主要包括浇铸法、旋涂法、溶胶-凝胶法等。
这些不同的制备工艺各有优缺点，需要根据具体需求来选择合适的方法。
在浇铸法中，将预先制备好的薄膜溶液倒入模具中，通过挥发剂的散去将薄膜形成。
浇铸法制备薄膜电解质简单易行，但难以控制薄膜的厚度和均匀性。
旋涂法是将薄膜溶液滴在基底上，通过旋涂机械将薄膜形成。
旋涂法可控制薄膜的厚度和均匀性，但需要优化工艺条件以避免气孔和缺陷的产生。
溶胶-凝胶法是将薄膜前体材料溶解在溶剂中，通过溶胶-凝胶转变将其形成为薄膜。
【CN109950528A】薄膜锂电池及其制备方法、正极薄膜材料、正极薄膜、正极组件及其制备方法、用
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910307957.3(22)申请日 2019.04.17(71)申请人 天津瑞晟晖能科技有限公司地址 300000 天津市河西区怒江道8号307室申请人 南京理工大学北方研究院(72)发明人 夏晖 夏求应 孙硕 昝峰 徐璟 岳继礼 (74)专利代理机构 北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙) 11463代理人 覃蛟(51)Int.Cl.H01M 4/485(2010.01)H01M 4/131(2010.01)H01M 4/1391(2010.01)H01M 4/04(2006.01)H01M 10/0525(2010.01)H01M 10/058(2010.01)(54)发明名称薄膜锂电池及其制备方法、正极薄膜材料、正极薄膜、正极组件及其制备方法、用电器(57)摘要本发明涉及锂电池技术领域，提供了一种薄膜锂电池的正极薄膜材料，主要包括铬氧化物。
一种薄膜锂电池的正极薄膜，采用本发明提供的薄膜锂电池的正极薄膜材料制得。
一种薄膜锂电池的正极组件的制备方法，包括：在正极集流体薄膜上设置正极薄膜，正极薄膜的材料主要包括铬氧化物。
一种薄膜锂电池，其正极薄膜的制备材料主要包括铬氧化物。
一种薄膜锂电池的制备方法，包括：依次设置正极集流体薄膜、正极薄膜、固态电解质薄膜、负极薄膜以及负极集流体。
本发明的正极薄膜材料在制备正极薄膜时不需高温退火，成本低，操作方便。
本发明的锂电池，其性能稳定、成本低、应用范围广。
本发明还提供了一种包括上述薄膜锂电池的用电器。
权利要求书1页 说明书8页 附图6页CN 109950528 A 2019.06.28C N 109950528A权 利 要 求 书1/1页CN 109950528 A1.一种薄膜锂电池的正极薄膜材料，其特征在于，主要成分包括铬氧化物；优选地，所述薄膜锂电池的正极薄膜材料仅包括铬氧化物。
用于燃料电池的薄膜、用来制备这种薄膜的方法和应用这种薄膜的燃
专利名称：用于燃料电池的薄膜、用来制备这种薄膜的方法和应用这种薄膜的燃料电池
专利类型：发明专利
发明人：迪特尔·梅尔兹纳,安内特·赖歇,乌尔里克·马尔,苏珊娜·基尔,斯特凡·豪费
申请号：CN200580004109.1
申请日：20050128
公开号：CN1918739A
公开日：
20070221
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种用于燃料电池的薄膜，其特征在于，均匀地吸收并良好的保留掺杂剂，并且在掺杂状态中保证了在高温下的高机械稳定性。
所述薄膜由至少一种聚合物构成，它的氮原子与多元无机含氧酸的衍生物的中心原子化学结合。
它由无水的聚合物和含氧酸衍生物的溶液通过加热引入薄膜模具中的溶液直至形成自支撑的薄膜并随后回火而制备。
根据本发明的由具有根据本发明的薄膜和作为掺杂剂的磷酸的薄膜－电极－单元(MEA)构成的燃料电池例如在160℃的工作温度和
170ml/min的氢气流量和570ml/min的空气流量时在1000Hz的测量频率时具有0.5－1Ωcm的阻抗。
其作为高温－聚电解质薄膜燃料电池在高达至少250℃的工作温度下是可使用的。
申请人：赛多利斯股份有限公司
地址：德国格丁根
国籍：DE
代理机构：中原信达知识产权代理有限责任公司
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一种用于燃料电池金属双极板的薄膜及其制备方法[发明专利]
![一种用于燃料电池金属双极板的薄膜及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a1ce776dec3a87c24128c4ae.png)
专利名称：一种用于燃料电池金属双极板的薄膜及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：李栓,汤思遥,杜军钊,李彤岩,李星国,李松
申请号：CN202110200615.9
申请日：20210223
公开号：CN112803033A
公开日：
20210514
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种用于燃料电池金属双极板的薄膜及其制备方法，该薄膜由氧化物掺杂氮化物组成，氧化物为AlO、TiO、ZrO、SiO中一种或两种以上物质混合而成，氮化物为CrN、TiN、NbN、ZrN中的一种；该薄膜中氧化物的百分含量为1‑5at％，其余为氮化物。
该方法包括如下步骤：步骤一：清洗金属衬底，打磨金属单质靶材；步骤二：将金属衬底、金属单质靶材和氧化物靶材安装于磁控溅射镀膜机内，进行预溅射；步骤三：将金属衬底接入负偏压，通入氮气和氩气；步骤四：进行磁控溅射，金属衬底表面沉积氧化物和氮化物，形成薄膜。
本发明的薄膜具备优异的耐腐蚀性和导电性并且寿命长，疏水性佳，各项指标均满足DOE标准。
申请人：北京大学,北京华胜信安电子科技发展有限公司
地址：100871 北京市海淀区颐和园路5号
国籍：CN
代理机构：北京东正专利代理事务所(普通合伙)
代理人：刘瑜冬
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一种PMO薄膜的制备方法及应用[发明专利]
![一种PMO薄膜的制备方法及应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1bd1367e51e79b896902268b.png)
专利名称：一种PMO薄膜的制备方法及应用专利类型：发明专利
发明人：张国平,孙蓉,张贾伟
申请号：CN201510648357.5
申请日：20151009
公开号：CN105153446A
公开日：
20151216
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种PMO薄膜的制备方法及应用；其中制备方法包括如下步骤：(1)提供酰氯化合物；(2)制备前驱体分子溶液；将所述酰氯化合物、3-氨基丙基三乙氧基硅烷及三乙胺混合，反应制得前驱体分子溶液；酰氯化合物:3-氨基丙基三乙氧基硅烷:三乙胺的摩尔比为0.5～1:1～2:1.2～2.4；前驱体分子的结构式为：(3)制备涂膜溶液：向前驱体分子溶液中加入模板剂、溶剂和稀盐酸，制得涂膜溶液，模板剂的添加量为0～100％；(4)制备PMO薄膜；将涂膜溶液涂于基底表面，固化，制得PMO薄膜。
本方法通过增大分子孔隙体积、降低分子极性、提高交联度，达到新型PMO薄膜介电常数的降低和力学性质的保障。
申请人：中国科学院深圳先进技术研究院
地址：518055 广东省深圳市南山区西丽大学城学苑大道1068号
国籍：CN
代理机构：北京品源专利代理有限公司
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910305573.8
(22)申请日 2019.04.16
(71)申请人 哈尔滨理工大学
地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学
府路52号
(72)发明人 王瑞 刘丹青 赵超越 刘欣
孙晓君
(74)专利代理机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权
代理有限公司 23211
代理人 张金珠
(51)Int.Cl.
H01M 4/36(2006.01)
H01M 4/48(2010.01)
H01M 8/16(2006.01)
(54)发明名称用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法及其构建的MFCs (57)摘要用于微生物燃料电池的Co -MOF -GO薄膜的制备方法及其构建的MFCs，属于微生物燃料电池技术领域。
本发明要解决目前MFC阳极存在电势高、功率低、周期短等问题。
Co -MOF -GO薄膜制备方法：一、将GO加入水中，混匀，依次加入六水合硝酸钴和二甲基咪唑，磁力搅拌，离心后清洗，真空干燥，得到纳米粒子；二、在惰性气体下保温加热，降至室温；三、加入异丙醇和Nafion溶液，分散均匀，四、涂于碳布的两侧，自然干燥。
构建的微生物电解电池为H -型双室MECs。
本发明MFCs的最高电压为0.56V ，周期长，CO D去除率达到79.195％±3.4766％，库伦效率达到9.3151％±0.5416％，最大功率密度为2303mV/m 2。
权利要求书2页 说明书6页 附图3页CN 109962228 A 2019.07.02
C N 109962228
A
权 利 要 求 书1/2页CN 109962228 A
1.用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法，其特征在于所述制备方法是按下述步骤进行的：
步骤一、将氧化石墨烯(GO)加入水中，混匀得到GO悬浊液，依次加入六水合硝酸钴和二甲基咪唑，磁力搅拌，获得紫黑色溶液，离心后用水离心清洗3-5次，再乙醇离心清洗1次，真空干燥，得到Co-MOF-GO纳米粒子；
步骤二、在氮气或者氩气气氛保护下，将步骤一获得的Co-MOF-GO纳米粒子，以4℃/min ～8℃/min的升温速率从室温升温到500℃～600℃，保温5h～8h，以升温速率相同的速率降温至室温，得到Co-MOF-GO复合物；
步骤三、向步骤二获得的Co-MOF-GO复合物中加入异丙醇和Nafion溶液，超声处理至完全混合均匀，
步骤四、尔后涂布于经预处理的碳布的两侧，自然干燥；得到Co-MOF-GO薄膜。
2.根据权利要求1所述的用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述GO悬浊液的浓度为2mg/mL～4mg/mL，每20mL～35mLGO悬浊液添加0.35g～0.75g六水合硝酸钴和5.05g～5.65g二甲基咪唑。
3.根据权利要求1所述的用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法，其特征在于步骤一中磁力搅拌的速度控制在300r/min～800r/min；离心速率均为9000r/min～11000r/min；真空干燥的工艺条件：温度为40℃～60℃，真空度为-25kpa～-30kpa，时间为9h～12h。
4.根据权利要求1所述的用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法，其特征在于步骤三Co-MOF-GO复合物的质量与异丙醇的体积比为(2～2.5)mg∶(20～50)μL；步骤三Co-MOF-GO复合物的质量与Nafion溶液的体积比为(2～2.5)mg∶(16～25)μL。
5.根据权利要求1所述的用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法，其特征在于步骤四中所述碳布的预处理方法如下：碳布置于容器中，加入稀盐酸，浸泡后倒掉稀盐酸，再用蒸馏水冲洗，倒掉蒸馏水，尔后加入丙酮，浸泡后倒掉丙酮，用封口膜封好，在封口膜上扎多个孔，真空干燥，用封口膜封好，备用。
6.如权利要求1-5任意一项所述制备方法制得的Co-MOF-GO薄膜构建的MFCs，其特征在于所构建的微生物燃料电池为H-型双室MEC，中间由前处理后的Nafion膜隔开，采用权利要求1-5任意一项所述制备方法制得的阳极电极作阳极室的阳极材料，采用前处理后的碳刷作阴极室的阴极材料，将由PBS、乙酸钠、维生素溶液和矿物质溶液配置的阳极液通入阳极室，将由氯化钾和铁氰化钾配置的阴极液通入阴极室，通过外加电阻将阴极和阳极连接在一起；完成构建得到微生物电解电池；
其中，所述碳刷前处理的步骤如下：将碳刷的碳布纤维侧用丙酮浸泡30min，取出后放入管式炉中，在200℃～400℃下烧结20min～35min，自然降温至室温，完成碳刷的前处理；
所述Nafion膜前处理是通过下述步骤完成的：将Nafion膜浸泡于3％H2O2中，置于烘箱中，在70℃～85℃下处理20min～35min，倒掉3％H2O2，再加入蒸馏水，置于烘箱中，在70℃～85℃下处理20min～35min，倒掉蒸馏水，尔后加入浓度为0.5moL/L的H2SO4，放入烘箱中，在70℃～85℃处理20min～35min，倒掉H2SO4，加入蒸馏水，置于烘箱中，在70℃～85℃下处理20min～35min，倒掉液体，即完成Nafion膜的前处理。
7.根据权利要求6所述的MFCs，其特征在于所述阳极液的配置方法如下：向50mg～85mg
2。