高濃度供給微型直接甲醇燃料電池堆的設(shè)計.pdf

1、微型直接甲醇燃料電池具有相當高的燃料能量密度，結(jié)構(gòu)簡單和放電時間長等特點，正式由于這些優(yōu)勢，μDMFC成為當今世界燃料電池研究的首選，也成為新能源時代最具競爭力的電源系統(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行很長時間，但是由于過高濃度的甲醇溶液會產(chǎn)生很強的滲透作用，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，同時又會對燃

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

3、甲醇給予很好的傳質(zhì)阻力，同時不會破壞電子在整個結(jié)構(gòu)中的傳導(dǎo)效率。在對不銹鋼燒結(jié)氈進行一定的預(yù)處理之后，將其組裝到電池單體當中進行測試。結(jié)果顯示，在使用7mol甲醇溶液供液時，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)用與電池堆進行測試，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相比于電池單體內(nèi)部溫度較高，是催化劑活性增強，氧化還原反應(yīng)更加劇烈，所以使用的甲醇溶液濃