異形直接甲醇燃料電池新型電極的研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFC)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、燃料便于攜帶、比能量高等優(yōu)點(diǎn)，在小型可移動電源和微型電源方面具有廣闊的應(yīng)用前景。目前DMFC的單電池和電池組在結(jié)構(gòu)上采用平板型設(shè)計，需要用昂貴的雙極板作為反應(yīng)物輸送的流道，以及串聯(lián)各個單電池向負(fù)載輸送電子的通道。由于雙極板的流道狹窄，需要外圍設(shè)備來儲存、輸送反應(yīng)物用于維持系統(tǒng)正常工作，使得DMFC電池組集成度低，不能滿足便攜電源的要求。雙極板的使用不僅增加了電池堆的制作成本，還給系統(tǒng)的安裝、

2、維護(hù)帶來困難。 本研究針對平板型DMFC的不足，提出了異形直接甲醇燃料電池(ADMFC)的設(shè)計概念，簡化了電池的結(jié)構(gòu)，將燃料儲存在電池內(nèi)部，減小了電池的體積，采用空氣自呼吸方式，避免了機(jī)械供氣所造成的能量消耗。凝膠注模成型工藝是一種傳統(tǒng)的制備陶瓷薄片的方法，和中間相碳微球(MCMB)相結(jié)合可以制備性能優(yōu)良的碳復(fù)合材料。為了制備穩(wěn)定均一的MCMB漿料，首先研究了分散劑對MCMB懸浮體Zeta電位的影響，其次研究漿料的流變性，包括不

3、同的固含量、分散劑量對漿料流變性的影響。然后研究了素坯的體積密度和抗彎強(qiáng)度與固相含量間的關(guān)系，以及燒結(jié)體的體積密度、抗彎強(qiáng)度及線收縮率與固相含量間的關(guān)系，以此獲得凝膠注模成型工藝配方。同時利用該工藝以MCMB為原料，制得了透氣性優(yōu)良、強(qiáng)度高、導(dǎo)電性能好的高性能的電極支撐體。在考察了膜電極制備工藝對電池性能影響的基礎(chǔ)上，選擇涂覆工藝，然后將Nafion115膜包裹在管狀電極上制備管狀陰極，組裝了管狀直接甲醇燃料電池并進(jìn)行放電性能測試，其功