Fuel cell for portable radio-electronic equipment

H - Electricity – 01 – M

Patent

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Details

H01M 8/08 (2006.01) H01M 8/04 (2006.01) H01M 8/22 (2006.01)

Patent

CA 2516821

The invention relates to the field of alcohol-air fuel cells (FC) designed for use in portable radio-electronic equipment, such as cellular phones, notebooks, etc. In accordance with the invention a fuel cell FC comprises a housing with arranged therein a liquid catalytically active anode, an air catalytically active hydrophobic gas-diffusion cathode, a liquid alcohol- alkaline mixture filling the interior cavity of the housing and separating the anode and cathode, wherein the hydrophobic surface of the cathode faces air. The surface of the cathode facing the alcohol-alkaline mixture is coated with a layer of a polymer, for example polybenzimidazole, having conduction in respect to OH- ions. A non-platinum catalyst on the base of metals Fe, Ni, Co, Ru, that is tolerant in respect to alcohol, is used as the cathode catalyst. A 4M KOH + 4M alcohol mixture is used as the alcohol-alkaline mixture, and methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol or glycerine is used as the alcohol in the alcohol-alkaline mixture. An Ni/Ru catalyst on a high surface area carbon carrier may be used as the anode catalyst, wherein Ni/Ru is present in the anode catalyst in the form of nanoparticles. An Ni/Ru catalyst obtained by the method of thermochemical synthesis on carbon black, electrodeposition, a chemical method, mechanical mixing may be used as the anode catalyst. Silver or pyropolymers of N4-complexes on a carbon carrier may be used as the cathode catalyst. The cathode catalyst may be mixed with polybenzimidazole.

Cette invention se rapporte au domaine des piles à combustible alcool-air (FC) conçues pour être utilisées dans des appareils radioélectroniques portables, tels que des téléphones cellulaires et des agendas électroniques notamment. Selon cette invention, une telle pile à combustible comprend un boîtier dans lequel sont disposés une anode catalitiquement active liquide, une cathode de diffusion de gaz hydrophobe catalytiquement active gazeuse, un mélange alcool-alcali liquide remplissant la cavité intérieure du boîtier et séparant l'anode et la cathode, dont la surface hydrophobe fait face à l'air. La surface de la cathode faisant face au mélange alcool-alcali est recouverte d'une couche d'un polymère, par exemple du polybenzimidazole, qui est conducteur par rapport aux ions OH?-¿. Un catalyseur autre qu'un catalyseur aux platines, à base des métaux Fe, Ni, Co, Ru, qui est tolérant à l'alcool, est utilisé comme catalyseur à cathode. Un mélange l'alcool 4M + KOH 4M est utilisé comme mélange alcool-alcali, et du méthanol, de l'éthanol, du propanol, du butanol, de l'éthylène glycol ou de la glycérine est utilisé comme alcool dans le mélange alcool-alcali. Un catalyseur Ni/Ru sur support au carbone à grande superficie peut être utilisé comme catalyseur à anode, dans lequel l'élément Ni/Ru est présent dans le catalyseur à anode sous la forme de nanoparticules. Un catalyseur Ni/Ru obtenu par le procédé de synthèse thermochimique sur noir de carbone, par électrodéposition, par procédé chimique ou par mélange mécanique peut être utilisé comme catalyseur à anode. De l'argent ou des pyropolymères de complexes N¿4? sur un support au carbone peuvent être utilisés comme catalyseur à cathode. Le catalyseur à cathode peut être mélangé à du polybenzymidazole.

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