異型直接乙醇燃料電池的電性能與模擬計算研究.pdf

1、直接乙醇燃料電池(Direct Ethanol Fuel Cell，DEFC)作為新一代清潔能源受到越來越多的重視。它具有清潔高效、比能量高、結構簡單等優(yōu)點。目前的研究主要集中在單電池實驗階段，電池多為平板型結構，這導致DEFC體積龐大、成本較高、燃料運輸和水熱管理困難等問題。針對平板型DEFC的不足，制備了一種異型的DEFC。文中采用了實驗測試和模擬研究相結合的方式，通過實驗測試獲得一些基本數(shù)據(jù)，然后在Comsol Multiphys

2、ics軟件中進行建模分析，模擬結果為燃料電池的實驗研究提供了一定的理論參考。
　　 異型DEFC陽極選用石墨板或石墨管結構，催化劑為水熱法合成的Pt—SnO2/C催化劑，實驗結果表明Pt、SnO2原子比為3：1的催化劑的電性能最佳。異型DEFC管狀陰極采用凝膠注模成型工藝，摻雜一定比例的石墨粉和中間相碳微球(MCMB)制備而成。文中對制備的MCMB漿料粘度，燒結體強度、孔隙率、密度，陰極的電性能進行了實驗測試。綜合實驗結果表明，

3、石墨含量為40％的燒結體是最優(yōu)的管狀陰極支撐體，其孔隙率達到50％以上，電阻較小，強度符合使用要求。然后對管狀陰極進行了模擬計算研究，分析了其內部水分、氧氣等組分的濃度分布情況，以及電池操作條件、陰極結構參數(shù)對電池陰極性能的影響。另外在其催化層厚度為80μm左右、擴散層和燒結體孔隙率越高、進氣壓力越高時，會得到較好的電池性能。
　　 最后使用涂有Pt、SnO2原子比為3：1催化劑的陽極管，石墨含量40％、催化層厚度為80μn的陰