高濃度供給微型直接甲醇燃料電池堆的設(shè)計(jì).pdf

1、微型直接甲醇燃料電池具有相當(dāng)高的燃料能量密度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和放電時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，正式由于這些優(yōu)勢(shì)，μDMFC成為當(dāng)今世界燃料電池研究的首選，也成為新能源時(shí)代最具競(jìng)爭(zhēng)力的電源系統(tǒng)之一。甲醇的能量密度為4800Wh·L-1，所以單位體積的甲醇溶液理論上可以供給用電器運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間，但是由于過高濃度的甲醇溶液會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的滲透作用，導(dǎo)致電池的性能下降，所以現(xiàn)在很多電池都只能使用較低濃度的甲醇溶液工作。這樣一方面無法充分體現(xiàn)出甲醇燃料的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又會(huì)對(duì)燃

2、料的使用產(chǎn)生很大的浪費(fèi)。因此，對(duì)直接甲醇燃料電池進(jìn)行高濃度供液的研究是十分必要的，而且對(duì)于推動(dòng)燃料電池商業(yè)化發(fā)展具有重要的意義。
　　本文首先利用理論模型對(duì)高濃度供液直接甲醇燃料電池的傳質(zhì)進(jìn)行研究，并在理論模型的指導(dǎo)下，對(duì)高濃度供液結(jié)構(gòu)中添加的陽極傳質(zhì)阻擋層材料進(jìn)行選擇和處理。然后對(duì)高濃度供液直接甲醇燃料電池單體和電池堆結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工，并最終封裝完成實(shí)物進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果表明：選擇不銹鋼燒結(jié)氈作為陽極傳質(zhì)阻擋層材料可以對(duì)高濃度

3、甲醇給予很好的傳質(zhì)阻力，同時(shí)不會(huì)破壞電子在整個(gè)結(jié)構(gòu)中的傳導(dǎo)效率。在對(duì)不銹鋼燒結(jié)氈進(jìn)行一定的預(yù)處理之后，將其組裝到電池單體當(dāng)中進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示，在使用7mol甲醇溶液供液時(shí)，獲得最佳的輸出性能，該濃度是普通結(jié)構(gòu)電池使用濃度的2.33倍。然后，將不銹鋼燒結(jié)氈應(yīng)用與電池堆進(jìn)行測(cè)試，電池堆輸出最佳性能所使用的甲醇溶液濃度為8mol，這主要是由于電池堆工作時(shí)相比于電池單體內(nèi)部溫度較高，是催化劑活性增強(qiáng)，氧化還原反應(yīng)更加劇烈，所以使用的甲醇溶液濃