自呼吸式微型直接甲醇燃料電池非絕熱模型.pdf

1、和其他類型微能源不同，微型直接甲醇燃料電池(Micro Direct Methanol Fuel Cell,μDMFC)具有燃料源充足且花費(fèi)小、燃料本身方便保存與隨身攜帶、并且不存在安全隱患、構(gòu)造簡(jiǎn)單且不需要原料重整和凈化、以及運(yùn)行條件易于實(shí)現(xiàn)等諸多優(yōu)勢(shì)，更適用于未來(lái)便攜式電子產(chǎn)品和微型武器系統(tǒng)的應(yīng)用，正日益受到人們的密切關(guān)注，是國(guó)際上研究的熱門(mén)范疇。
　　本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　1、詳細(xì)介紹了μDMFC,包括μDMF

2、C的組成結(jié)構(gòu)，各個(gè)結(jié)構(gòu)詳解，工作原理，工作過(guò)程中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)；以及多孔介質(zhì)中兩相流傳輸理論，包含液體的飽和度、相對(duì)滲透率、接觸角、毛細(xì)壓強(qiáng)的作用力；電池本身的特點(diǎn)和極化的存在及影響電池性能的關(guān)鍵點(diǎn)。為下文的三維兩相模型仿真提供理論依據(jù)。
　　2、從理論上詳細(xì)分析了氣液物質(zhì)傳輸和發(fā)生反應(yīng)的方程式、PEM中的甲醇和水滲透作用、電子和質(zhì)子傳輸方法。
　　3、提出自呼吸式μDMFC的一種新結(jié)構(gòu)。建立三維兩相模型并分析結(jié)果，包括各

3、物質(zhì)分布情況以及濃度分布對(duì)電池性能的影響；壓強(qiáng)和流速分布及對(duì)電池性能的影響；飽和度分布情況及對(duì)電池的影響；電勢(shì)和電流密度分布情況及對(duì)電池性能的影響；溫度分布及對(duì)電池性能的影響；其他參數(shù)對(duì)電池性能的影響，從而得到較好的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　4、結(jié)果表明：陽(yáng)極傳質(zhì)與電池的性能關(guān)系最大，其次是陰極氧氣傳輸；甲醇傳輸主要依靠擴(kuò)散，所以物質(zhì)運(yùn)動(dòng)流速及壓強(qiáng)對(duì)電池性能關(guān)系較弱；甲醇的滲透會(huì)在陰極發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生混合過(guò)電位，電池的性能會(huì)因此而降低；甲醇傳輸