一种生物质液流燃料电池的电解液及其制备方法和生物质液流燃料电池

摘要

本申请属于电池的技术领域，尤其涉及一种生物质液流燃料电池的电解液及其制备方法和生物质液流燃料电池。本申请提供了一种生物质液流燃料电池的电解液，包括：生物质、低价金属盐、四价钛盐和第一酸溶液；所述低价金属盐选自二价铜盐或/和三价铁盐。本申请还提供了所述电解液的制备方法，包括：将生物质、低价金属盐、四价钛盐和第一酸溶液混合，加热至50～100℃反应0.5～10h后，制得阳极电解液；所述低价金属盐选自二价铜盐或/和三价铁盐，能有效解决现有生物质燃料电池的输出功率、电流密度、转化效率、氧化降解效率和储存电子能力等普遍较低的技术缺陷。

说明书

技术领域

本申请属于电池的技术领域，尤其涉及一种生物质液流燃料电池的电解液及其制备方法和生物质液流燃料电池。

背景技术

随着能源危机和环境污染的日益加重，各国加大了对生物质应用的重视。生物质是一类以大量C、H、O、N等元素为主的可再生资源，生物质具有种类丰富、储存量大、可再生等优点，而且可通过物理或化学方法转变为其他形式的能源而被人类利用。因此，生物质资源的高效利用具有重要意义。

基于生物质开发的生物质燃料电池其可分为两大类：间接生物质燃料电池(IDBFC)和直接生物质燃料电池(DBFC)。IDBFC是近年来被广泛研究的一种燃料电池技术，它要求将生物质预先转化为可用的燃料，如糖(如葡萄糖和木糖)、合成气、沼气或生物炭，用于燃料电池的后续发电。IDBFC包括在高温下工作的固体氧化物燃料电池(SOFC)和直接碳燃料电池(DCFC)，以及在低温下工作的微生物燃料电池(MFC)。DBFC是一种利用生物质直接作为燃料发电的新技术，不需要对燃料进行繁杂的预处理。

在近期研发的生物质燃料电池中，MFC中微生物受到温度、酸碱度等条件的影响，其功率密度较低，不能满足实际应用的需要；SOFC因为运行温度高，成本高，能耗大。大多生物质化学结构复杂且具有大量稳定化学键，其开发利用需要高效的催化氧化体系和成本低廉的工艺流程。又由于同离子效应的影响，电解质的浓度不能无限的增加，这也限制了电池电性能的提高。近年来，用于降解生物质的催化氧化体系多为生物酶、贵金属、杂多酸等，成本高，易失活，使得现有的生物质燃料电池的输出功率、电流密度、转化效率、氧化降解效率高和储存电子能力普遍较低，不利于其大规模开发利用。

因此，亟需开发一种低成本、高性能的新型生物质电解液，构建新型燃料电池。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种生物质液流燃料电池的电解液及其制备方法和生物质液流燃料电池，能有效解决现有生物质燃料电池的输出功率、电流密度、转化效率、氧化降解效率和储存电子能力等普遍较低的技术缺陷。

本申请第一方面提供了一种生物质液流燃料电池的电解液，包括：

生物质、低价金属盐、四价钛盐和第一酸溶液；所述低价金属盐选自二价铜盐或/和三价铁盐。

另一些实施例中，所述生物质液流燃料电池的电解液中，所述生物质选自葡萄糖，水稻、甘蔗渣、秸秆、果皮、草和树叶中的一种或多种。

另一些实施例中，所述二价铜盐选自氯化铜、硫酸铜和硝酸铜中的一种或多种。

另一些实施例中，所述三价铁盐选自氯化铁、硫酸铁和硝酸铁中的一种或多种。

另一些实施例中，所述四价钛盐选自硫酸氧钛或/和硫酸钛。

另一些实施例中，所述第一酸溶液选自盐酸水溶液、草酸水溶液、磷酸水溶液、硫酸水溶液和硝酸水溶液中的一种或多种。

另一些实施例中，所述二价铜盐选自氯化铜；所述三价铁盐选自氯化铁；所述四价钛盐选自硫酸氧钛；所述第一酸溶液选自盐酸水溶液。

另一些实施例中，所述生物质的添加量为40～200g/L。

另一些实施例中，所述二价铜盐的起始浓度为0.1～3mol/L。

另一些实施例中，所述三价铁盐的起始浓度为0.1～3mol/L。

另一些实施例中，所述四价钛盐的起始浓度为80～200g/L。

另一些实施例中，所述第一酸溶液的浓度为1～10.0mol/L。

本申请第二方面提供了所述生物质液流燃料电池的电解液的制备方法，包括以下步骤：

将生物质、低价金属盐、四价钛盐和第一酸溶液混合，加热至50～100℃反应0.5～10h后，制得阳极电解液；所述低价金属盐选自二价铜盐或/和三价铁盐。

本申请第三方面提供了所述生物质液流燃料电池的电解液或所述制备方法制得的生物质液流燃料电池的电解液在生物质液流燃料电池中的应用。

本申请第四方面提供了一种生物质液流燃料电池，包括所述生物质液流燃料电池的电解液或所述制备方法制得的生物质液流燃料电池的电解液、阴极电解液、阳极电解液槽、阴极电解液槽、泵、阳极、阴极、交换膜和负载。

具体的，所述阴极电解液可以选择高电位钒盐等适用于生物质液流燃料电池的阴极电解液。

另一些实施例中，所述阴极电解液包括五价钒盐、第二酸溶液和阴极再生氧化剂。

另一些实施例中，所述阴极电解液中，所述五价钒盐选自五氧化二钒、硫酸钒氧和硝酸钒酰中的一种或多种。

另一些实施例中，所述第二酸溶液选自盐酸水溶液、硫酸水溶液和硝酸水溶液中的一种或多种。

另一些实施例中，所述阴极再生氧化剂选自硝酸、氧气、过氧化氢或高锰酸钾中的一种或多种。

另一些实施例中，所述阴极电解液中，所述五价钒盐的浓度为0.05～1mol/L。

另一些实施例中，所述第二酸溶液的浓度选自0.05～8.0mol/L。

另一些实施例中，所述阴极再生氧化剂中，所述硝酸的浓度为0.01～8mol/L，通入所述氧气的流速为30～100mL/min。

本申请提供了所述阴极电解液的制备方法，包括：将五价钒盐、第二酸溶液和阴极再生氧化剂混合，制得阴极电解液。

另一些实施例中，所述生物质液流燃料电池具体包括所述生物质液流燃料电池的电解液或所述制备方法制得的生物质液流燃料电池的电解液、阴极电解液、阳极电解液槽、阴极电解液槽、泵、阳极、阴极、交换膜和负载；

所述生物质液流燃料电池的电解液置于所述阳极电解液槽中，所述阴极电解液置于所述阴极电解液槽中；

所述阳极电解液槽通过所述泵与所述阳极连接，所述阴极电解液槽通过所述泵与所述阴极连接；

所述阳极与所述交换膜的第一面连接，所述阴极与所述交换膜的第二面连接；

所述负载的一端与所述阳极连接，所述负载的另一端与所述阴极连接。

另一些实施例中，所述生物质液流燃料电池还包括阳极固定端板和阴极固定端板，所述阳极固定在所述阳极固定端板上；所述阴极固定在所述阴极固定端板上。

具体的，本申请使用的电池结构类似于现有常规液流电池，其主要部件包括阳极储液罐、阴极储液罐、阳极电解液槽、阴极电解液槽、泵、泵管、蛇形流道石墨板、负载、导线、固定端板等，按照一定的顺序把它们组建成生物质液流燃料电池。

使用时，将本申请的生物质液流燃料电池的电解液储存至阳极储液罐中，阴极电解液储存至阴极储液罐中，按照上述方法构建生物质液流燃料电池进行生物质发电。具体运行过程如下：利用泵将阴极电解液和阳极电解液分别从其储液罐输送到电池的阴极和阳极，在阴极和阳极发生电化学反应后又被输送到相应的阳极电解液槽和阴极电解液槽里进行氧化还原反应而再生，并继续通过泵循环输送到电池的阴极和阳极发电，实现生物质能向电能的持续稳定转换。电池发电原理示意图如附图1所示。具体来讲，图1为本申请提供的生物质液流燃料电池的工作原理示意图，包括阳极电解液槽3、阴极电解槽14、泵4，泵13、泵管、固定端板(包括阳极固定端板5和阴极固定端板11)、电极(包括阳极6和阴极9)、质子交换膜7、负载8、电池10和阴极再生氧化剂12、过滤催化装置2，过滤催化装置15、温控装置1，温控装置16。阳极电解液置于阳极电解液槽3中，阴极电解液置于阴极电解液槽14中，通过温控装置1和温控装置16控制其内电解液温度；阳极电解液经过滤催化装置2通过泵4与阳极6(阳极固定端板5)连接，阴极电解液经过催化过滤装置15通过泵13与阴极9(阴极固定端板11)连接，泵4和泵13的运转实现电解质不断的补充，实现能量的持续转换；阳极6与阴极9通过质子交换膜7隔开；负载8的一端通过导线与阳极6连接，负载8的另一端与阴极9连接；阳极6固定在阳极固定端板5上；阴极9固定在阴极固定端板11上。

本申请的阳极电解液经过滤催化装置10经泵4输送至阳极固定端板5时，阳极电解液中生物质被二价铜盐(或三价铁盐)和四价钛盐氧化，相应的生成中间产物、一价铜盐(或二价铁盐)和三价钛盐，一价铜盐(或二价铁盐)和三价钛盐在阳极6释放电子对外部负载8供电，同时转变回二价铜盐(或三价铁盐)和四价钛盐，并被输送回阳极电解液槽3，继续氧化生物质或其中间产物；释放的电子经外电路移至阴极9；阴极电解液经泵13被输送至阴极固定端板11，阴极电解液中五价钒离子在阴极9接受外电路输运来的电子而转变为四价钒离子，并被输送回阴极电解槽14；向阴极电解液中通入一定速率的氧气，在氧气或氧气/硝酸和过滤催化装置15的作用下使四价钒离子快速转变回五价钒离子，实现阴极电解液的再生，从而实现电池系统持续稳定发电。

本申请发现，现有的采用单一的水溶性催化剂的生物质燃料电池由于同离子效应的影响，使催化剂的浓度不能无限的提高，且催化剂具有选择性，单一的催化剂不能高效的催化降解具有复杂结构的生物质，使得采用单一的水溶性催化剂的生物质燃料电池的电性能未达理想。

本申请针对上述问题，利用生物质液流燃料电池的优点，利用溶解度高、价格低廉的二价铜盐(或三价铁盐)和四价钛盐为氧化剂，协同快速氧化降解生物质，并将生物质的电子储存在一价铜(或二价铁)和三价钛中，提高电解质的电子储备能力进而提高电池的电性能，实现生物质能直接高效转化为电能的目的，从而开发了一种基于协同效应的高效生物质液流燃料电池。

本申请一方面基于水系液流电池特点，采用多种高溶解度电解质复合体系作为降解生物质的催化氧化体系，可有效提高电解质储存电子能力，进而提高电池的电性能；另一方面采用廉价且溶解度高的二价铜盐(或三价铁盐)和四价钛盐作为双催化氧化体系，利用其协同效应和高溶解度来深度降解生物质并高效储运来自生物质的化学能，进而大大提高电池系统的输出功率、电流密度和转化效率，具有氧化降解效率高、储存电子能力强等优点。

本申请的生物质液流燃料电池的电解液的优点如下：

与以往的生物质燃料电池相比，本申请的生物质液流燃料电池的电解液选用价格低廉、高溶解度、低电位的二价铜盐(或三价铁盐)和四价钛盐构成协同催化氧化体系，不仅能够高效的降解生物质，还可大大提高生物质中化学能转化为电能的效率和能量密度，进而提高电池的性能；阴极电解液采用高电位的五价钒，并与低电位的阳极液构成电池系统。在电池运行中，阳极电解液中产生的一价铜盐(或二价铁盐)和三价钛盐在电池阳极板快速释放电子并输运给外部负载，并通过外电路输运至电池阴极板，与阴极电解液中五价钒离子反应转化为四价钒离子。利用阴极再生氧化剂将四价钒离子氧化回五价钒离子，实现循环利用，进而大大降低阴极电解液的成本，促进生物质液流燃料电池能大规模应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请提供的生物质液流燃料电池的工作原理示意图。

图2为本申请实施例1提供的不同的电解液处理得到的甘蔗渣的扫描电镜图。a为未经过电解液处理的甘蔗渣；b为单独二价铜盐电解液降解的甘蔗渣；c为协同二价铜盐和四价钛盐电解液降解的甘蔗渣。

图3为本申请实施例2提供了不同的生物质液流燃料电池的电流密度-电压-输出功率图。

图4为本申请实施例3提供了不同的生物质液流燃料电池的电流密度-电压-输出功率图。

图5为本申请实施例4提供了不同的生物质液流燃料电池的电流密度-电压-输出功率图。

图6为本申请实施例5提供了不同的生物质液流燃料电池的电流密度-电压-输出功率图。

图7为本申请对比例1提供了不同的生物质液流燃料电池的持续放电图。

图8为本申请对比例2提供了不同的生物质液流燃料电池的电流密度-电压-输出功率图。

其中，图1的生物质液流燃料电池，包括阳极电解液槽3、阴极电解槽14、泵4、泵13、泵管、固定端板(包括阳极固定端板5和阴极固定端板11)、电极(包括阳极6和阴极9)、质子交换膜7、负载8、电池10和阴极再生氧化剂12、过滤催化装置2，过滤催化装置15、温控装置1，温控装置16。阳极电解液置于阳极电解液槽3中，阴极电解液置于阴极电解液槽14中，通过温控装置1和温控装置16控制其内电解液温度；阳极电解液经过滤催化装置2通过泵4与阳极6(阳极板)连接，阴极电解液经过催化过滤装置15通过泵13与阴极9(阴极板)连接，泵5和泵13的运转实现电解质不断的补充，实现能量的持续转换；阳极6与阴极9通过质子交换膜7隔开；负载8的一端通过导线与阳极6连接，负载8的另一端与阴极9连接；阳极6固定在阳极固定端板5上；阴极9固定在阴极固定端板11上。

具体实施方式

本申请提供了一种生物质液流燃料电池的电解液及其制备方法和生物质液流燃料电池，用于解决现有技术中的生物质燃料电池的输出功率、电流密度、转化效率、氧化降解效率和储存电子能力普遍较低的技术缺陷。

下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

其中，以下实施例所用试剂或原料均为市售或自制。

实施例1

本申请提供不同的电解液处理生物质的降解试验，具体制备方法如下：

1、分别将204.6g二水合氯化铜和100mL浓盐酸溶于去离子水中配制成两份600mL的混合溶液，然后一份加入20g甘蔗渣和150g硫酸氧钛，另一份仅加入20g甘蔗渣，搅拌均匀后加热到95℃，保温反应3h，经过滤洗涤和低温干燥获得降解液体产物和固体产物，分别标记为单独二价铜盐降解所得的甘蔗渣b、以及铜钛协同降解所得的甘蔗渣c。

2、将150g硫酸氧钛和100mL浓盐酸溶于去离子水中配制成600mL的混合溶液，然后加入20g甘蔗渣，搅拌均匀后加热到95℃，保温反应3h，经过滤洗涤和低温干燥获得降解液体产物和固体产物，标记为单独四价钛降解甘蔗渣d。

3、SEM分析：通过对未经过电解液处理的甘蔗渣a、单独二价铜盐降解的甘蔗渣b、基于金属离子协同效应热降解后的甘蔗渣c(即铜钛协同降解的甘蔗渣)和单独四价钛降解甘蔗渣d的形貌进行扫描电镜分析。结果如图2所示，图2表明，a中甘蔗渣原样表面平滑，结构紧密；b和d中经过单独二价铜盐或单独四价钛盐热降解以后，甘蔗渣的表面变得粗糙；c中经过二价铜盐和四价钛盐协同热降解以后，甘蔗渣的表面变得更加粗糙和稀松。可见，基于协同效应的复合催化氧化剂对甘蔗渣有更好的氧化降解效果，达到1+1>2的效果。

实施例2

本申请提供第一种生物质液流燃料电池，具体制备方法如下：

1、阳极电解液的制备：①将61.4g二水合氯化铜和30mL浓盐酸溶于去离子水，然后加入6g秸秆和45g硫酸氧钛，加水定容为180mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应3h，制得铜钛协同降解秸秆电解液；另外，②将61.4g二水合氯化铜和30mL浓盐酸溶于去离子水，然后仅加入6g秸秆，加水定容为180mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应3h，制得单独铜盐降解秸秆电解液。

将45g硫酸氧钛和30mL浓盐酸溶于去离子水中，然后加入6g甘蔗渣，定容为180mL，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应3h，制得单独四价钛盐降解秸秆电解液。

2、阴极电解液的制备：称取20g五氧化二钒粉末加入盛有去离子水的烧杯中，然后在室温环境下搅拌，再取100mL浓硫酸加入到溶液中，搅拌12h配制成500mL溶液，然后加入2毫升硝酸，继续搅拌至其呈现亮黄色，静置24h，得到高价钒的阴极电解液。

3、电池系统构建及电性能测试：将步骤1制备的电解液(单独铜盐降解秸秆电解液；单独四价钛盐降解秸秆电解液；以及铜钛协同降解秸秆电解液)独自加入80℃阳极电解液槽里，把步骤2制备的阴极电解液储存在80℃的阴极电解液槽里。用管子将阳极电解液槽与电池的阳极进出口相连，阴极槽与电池的阴极进出口相连。同时，在阴极电解液槽里按照一定的流速通入高纯氧气，用氧气来还原四价钒，实现阴极电解液的再生。采用扫描电流法对电池的电性能进行测试，结果如图3所示。

从图3可知，与单独二价铜盐或单独四价钛盐作为催化氧化剂相比，基于离子协同效应的协同二价铜盐和四价钛盐作为复合催化氧化剂，所构建燃料电池的电性能明显提高，其最大电压为0.56V，最大电流密度为830.2mA/cm

实施例3

本申请提供第二种生物质液流燃料电池，具体制备方法如下：

1、阳极电解液的制备：①将76.7g二水合氯化铜和36mL浓盐酸溶于去离子水，然后加入16.2g葡萄糖和36g硫酸氧钛，加水定容为180mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应1h，制得铜钛协同降解葡萄糖电解液；②将76.7g二水合氯化铜和36mL浓盐酸溶于去离子水，然后仅加入16.2g葡萄糖，加水定容为180mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应1h，制得单独铜盐降解葡萄糖电解液。

将36g硫酸氧钛和36mL浓盐酸溶于去离子水，然后加入16.2g葡萄糖，加水定容为180mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应3h，制得单独四价钛盐降解葡萄糖电解液。

2、阴极电解液的制备：称取20g五氧化二钒粉末加入盛有去离子水的烧杯中，然后在室温环境下搅拌，再取100mL浓硫酸加入到溶液中，搅拌12h配制成500mL溶液，然后加入2毫升硝酸，继续搅拌至其呈现亮黄色，静置24h，得到高价钒的阴极电解液。

3、电池系统构建及电性能测试：将步骤1制备的电解液(单独铜盐降解葡萄糖电解液；单独四价钛盐降解葡萄糖电解液；以及铜钛协同降解葡萄糖电解液)独自加入80℃阳极电解液槽里，把步骤2制备的阴极电解液储存在80℃的阴极电解液槽里。用管子将阳极电解液槽与电池的阳极进出口相连，阴极槽与电池的阴极进出口相连。同时，在阴极电解液槽里按照一定的流速通入高纯氧气，用氧气来还原四价钒，实现阴极电解液的再生。采用扫描电流法对电池的电性能进行测试，其电性能如图4所示。基于铜钛协同效应的燃料电池的最大电压为0.63V，最大电流密度为1030mA/cm

实施例4

本申请提供第三种生物质液流燃料电池，具体制备方法如下：

1、阳极电解液的制备：①将72.981g六水合氯化铁和50mL浓盐酸溶于去离子水，然后加入16.2g葡萄糖和36g硫酸氧钛，定容配制成180mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应1h，制得铁钛协同降解葡萄糖电解液；②将72.981g六水合氯化铁和50mL浓盐酸溶于去离子水，然后仅加入16.2g葡萄糖，定容配制成180mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应1h，制得单独铁盐降解葡萄糖电解液。

2、阴极电解液的制备：称取10g五氧化二钒粉末加入盛有去离子水的烧杯中，并在室温下进行搅拌。再取50mL浓硫酸加入到溶液中。然后将溶液搅拌12h，再加入2毫升硝酸，继续搅拌至其呈现亮黄色，静置24h，得到高价钒的阴极电解液。

3、电性能测试：分别将步骤1制备的电解液(铁钛协同降解葡萄糖电解液；以及单独铁盐降解葡萄糖电解液)加入80℃阳极电解液槽里，把步骤2制备的阴极电解液储存在80℃的阴极电解液槽里。用管子将阳极电解液槽与电池的阳极进出口相连，阴极电解液槽与电池的阴极进出口相连，然后进行相应的电性能测试，结果如图5所示。与单独三价铁盐作为催化氧化剂相比，基于铁钛协同效应的燃料电池的电性能也有明显提高，说明三价铁与四价钛也具有协同效应。其中，协同三价铁盐和硫酸氧钛作为复合催化氧化剂的燃料电池，其最大电压为0.6V，最大电流密度为553mA/cm

实施例5

本申请提供第四种生物质液流燃料电池，具体制备方法如下：

1、①将121.635g六水合氯化铁和50mL浓盐酸溶于去离子水，然后加入16.2g葡萄糖和36g硫酸氧钛，定容配制成180mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应1h，制得铁钛协同降解葡萄糖电解液；②将121.635g六水合氯化铁和50mL浓盐酸溶于去离子水，然后加入16.2g葡萄糖，定容配制成180mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应1h，制得单独铁盐降解葡萄糖电解液。

2、阴极电解液的制备：称取10g五氧化二钒粉末加入盛有去离子水的烧杯中，并在室温下进行搅拌。再取50mL浓硫酸，缓慢加入到溶液中。然后将溶液持续搅拌12h，再加入2毫升硝酸，继续搅拌至其呈现亮黄色，静置24h，得到高价钒的阴极电解液。

3、电性能测试通过，将步骤1制备的电解液(铁钛协同降解葡萄糖电解液；以及单独铁盐降解葡萄糖电解液)加入80℃阳极电解液槽里，把步骤2制备的阴极电解液储存在80℃的阴极电解液槽里。用管子将阳极电解液槽与电池的阳极进出口相连，阴极电解液槽与电池的阴极进出口相连，然后进行相应的电性能测试，结果如图6所示。该实施例中三价铁和四价钛同样具有较好的协同效应，基于铁钛协同效应的燃料电池的最大电压为0.54V，最大电流密度为613mA/cm

对比例1

本申请提供一种对照生物质液流燃料电池，具体制备方法如下：

1、阳极电解液的制备：①将102.3g二水合氯化铜和50mL浓盐酸溶于去离子水，然后加入27g葡萄糖和60g硫酸氧钛，定容配制成300mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应1h，制得铜钛协同降解葡萄糖电解液；②将102.3g二水合氯化铜和50mL浓盐酸溶于去离子水，仅加入27g葡萄糖，定容配制成300mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应1h，制得单独铜盐降解葡萄糖电解液。

将60g硫酸氧钛和50mL浓盐酸溶于去离子水，然后加入27g葡萄糖，定容配制成300mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应3h，制得单独四价钛盐降解葡萄糖电解液。

2、阴极电解液的制备：称取10g五氧化二钒粉末加入盛有去离子水的烧杯中，并在室温下进行搅拌。再取50mL浓硫酸，缓慢加入到溶液中。然后将溶液持续搅拌12h，再加入2毫升硝酸，继续搅拌至其呈现亮黄色，静置24h，得到高价钒的阴极电解液。

3、电性能测试：将步骤1制备的电解液(单独铜盐降解葡萄糖电解液；单独四价钛盐降解葡萄糖电解液；铜钛协同降解葡萄糖电解液)分别独自加入80℃阳极电解液槽里，把步骤2制备的阴极电解液储存在80℃的阴极电解液槽里。用管子将阳极电解液槽与电池的阳极进出口相连，阴极电解液槽与电池的阴极进出口相连。同时，在阴极电解液槽里按照一定的流速通入高纯氧气，用氧气来还原四价钒，实现阴极电解液的再生。在0.3V电压下进行持续放电测试，如附图7所示。

从图7可知，单独四价钛盐作为催化氧化剂时，持续放电电流密度仅为10mA/cm

对比例2

本申请提供一种对照生物质液流燃料电池，具体制备方法如下：

1、阳极电解液的制备：①将76.7g二水合氯化铜和36mL浓盐酸溶于去离子水，然后加入16.2g葡萄糖，定容配制成180mL的混合溶液，搅拌均匀后加热到90℃，保温反应1h，制得单独二价铜盐降解葡萄糖电解液(图8中标记为CuCl

2、阴极电解液的制备：称取10g五氧化二钒粉末加入盛有去离子水的烧杯中，并在室温下进行搅拌。再取50mL浓硫酸，缓慢加入到溶液中。然后将溶液持续搅拌12h，再加入2毫升硝酸，继续搅拌至其呈现亮黄色，静置24h，得到高价钒的阴极电解液。

3、电性能测试：将步骤1制备的电解液(CuCl

图8表明，增加没有协同效应的氯盐(如氯化钠和氯化钾)对电池的电性能在相同的测试条件下，并不能有效的提高电池的电性能，还有略微的下降，可能造成的原因是增加没有协同效应的氯盐作为催化剂，增加了体系的粘度但没有增加体系储存转移电子的能力，使燃料电池的电性能下降。可见，阳极电解液并非是金属盐的种类越多越好，只有特定的金属盐才能与二价铜盐或三价铁盐起到协同作用，本申请的阳极电解液只有在特定的二价铜盐或三价铁盐，才能与四价钛盐起到协同作用。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。