氯化銨摻雜DEFC管狀陰極制備及陰極傳質(zhì)過程研究.pdf

1、直接乙醇燃料電池(Direct Ethanol Fuel Cell，DEFC)使用乙醇作為原料，空氣或純氧作為氧化劑，是一種比能量密度高、環(huán)境友好、簡(jiǎn)單方便的新型可移動(dòng)動(dòng)力源。目前，DEFC已經(jīng)成為世界上許多國家研究和開發(fā)的熱點(diǎn)，但乙醇的滲透、乙醇的氧化速度和氧化效率較低、常用的Nafion膜僅適用于100℃以下、催化劑活性較低、陰極的水淹等都是研究過程中需要進(jìn)一步解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。因此，開展DEFC的研究工作具有極高的理論意義和廣

2、闊的應(yīng)用前景。
　　采用管狀結(jié)構(gòu)的直接乙醇燃料電池，可以簡(jiǎn)化電池的結(jié)構(gòu)，減小電池體積和重量，節(jié)約成本。以中間相炭微球、石墨和氯化銨為原料，采用凝膠注模成型工藝制備管狀陰極支撐體，利用氯化銨高溫?zé)Y(jié)時(shí)會(huì)揮發(fā)的特點(diǎn)，得到孔隙率高、強(qiáng)度性能好的支撐體。自制陰極擴(kuò)散層和催化層乳液，并采用合理的方法均勻涂覆。在催化層表面包裹質(zhì)子交換膜制備陰極膜電極，最后和陽極管組裝成管狀直接乙醇燃料電池。
　　測(cè)量陰極燒結(jié)體的密度、孔隙率、強(qiáng)度等特性

3、，試驗(yàn)表明:當(dāng)石墨摻雜比例為40％，氯化銨摻雜比例為2％-10％時(shí)支撐體孔隙率較大且強(qiáng)度較高。電性能試驗(yàn)中，使用的乙醇濃度為1mol/L、硫酸濃度為0.5mol/L。分析了溫度和進(jìn)氣流量對(duì)陰極管和單電池性能的影響，可以發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)電池性能影響較大，在45℃時(shí)，最大電流密度可以達(dá)到60mA/cm2，最大功率密度可以達(dá)到12.5mW/cm2，而進(jìn)氣流量對(duì)電池性能影響較小。
　　采用Comsol Multiphysics軟件建立管狀直接乙