蒋淇忠[1]2000年在《直接甲醇燃料电池的基础研究》文中研究指明直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell，简称DMFC)是直接利用甲醇作为阳极燃料的质子交换膜燃料电池，无需甲醇转化装置，具有系统结构简单、体积能量密度高、燃料补充方便、工作温度低、启动快等优点，特别适用于便携式移动电源、电动汽车等。本工作合成了用于直接甲醇燃料电池甲醇氧化电催化剂，探索性地制备了DMFC膜电极，设计、制备、组装了DMFC单电池系统和三电池电堆，为DMFC的实用化研究迈出第一步。 通过大量的文献查阅，选择以高导电、高比表面积的碳黑为载体的Pt基二元合金负载型催化剂作为甲醇氧化电催化剂。用H_2O_2还原法合成了Pt—Ru／C，以期替代已商品化的Johnson Matthey同类催化剂；利用Mo元素良好的抗CO中毒的能力，选择KBH_4还原法合成了Pt—Mo／C催化剂，通过循环伏安扫描以及电流—电位极化曲线测定，确定Pt—Mo／C催化剂中Pt与Mo的最佳原子比为3:1。通过循环伏安扫描发现，制备催化剂的甲醇氧化电位低于Johnson Matthey催化剂，而氧化活性与之相当，达稳定氧化电流后经过多次扫描不产生震荡。 通过对催化剂进行XRD、XPS以及TPD表征，发现，Pt-Ru／C催化剂中Pt和Ru均以氧化物形式存在，并且Pt与Ru之间还存在相互作用；Pt-Mo／C催化剂中Pt主要以零价态形式存在，而Mo则以氧化物形式出现。以甲醇、CO和CO_2为吸附质的TPD结果表明，制备催化剂具有适宜的吸附强度，导致其具有较好的甲醇氧化活性和稳定性。 摸索了直接甲醇燃料电池膜电极的制备工艺，设计、组装了单电池系统来考察阳极电极制备工艺，提出优化的工艺方法和工艺参数：30％PTFE憎水化处理碳纸；扩散层的制备采用刷涂法，其中PTFE最佳含量为5wt％；催化剂选用20wt％Pt—Ru／C，催化剂层中催化剂优化含量为0.6mgPt／cm~2，Teflon—C、Nafion的最佳用量分别为0.3mg／cm~2、0.5mg／cm~2。 优化了单电池的操作参数。单电池性能随着工作温度上升而提高，选择80℃为考察温度；单电池膜电极有效面积为9cm~2，甲醇水溶液最佳浓度为2.5M，甲醇水溶液最佳流量为0.6ml／min；随着氧气压力的升高，单电池的性能明显增强，阴极尾气排放量对电池性能影响不大。单电池输出电压为
律翠萍[2]2006年在《微重力下直接甲醇燃料电池阳极流场内两相流的实验研究》文中指出微重力科学应载人航天发展而迅速发展起来,是当今世界的前沿学科之一。微重力条件下的气液两相流动是空间技术领域必须解决的关键技术问题之一,具有重要的学术意义和重大的应用价值。燃料电池是一种通过电化学反应持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的发电装置,因其高比功率、高比能量,响应速度快、可大功率、长时间供电的特点,在航天领域中的应用又开始得到重视。在空间微重力环境中,质子交换膜燃料电池内部伴有电化学反应的两相流动将呈现出和常规两相流动迥然不同的特性,给燃料电池气液管理提出了新的挑战,成为质子交换膜燃料电池技术发展中亟待解决的关键技术问题之一。本文设计了透明的直接甲醇燃料电池,建立了燃料电池测试系统,并分别在常重力和微重力环境下利用可视化技术对直接甲醇燃料电池阳极两相流动以及流道内CO2气泡对电池性能的影响进行了研究。实验得到了微重力条件下直接甲醇燃料电池内部伴有电化学反应的气液两相流动图像和相应电性能等实验数据,揭示出了伴有化学反应的气液两相流特点、气泡生长与脱离规律以及重力因素对燃料电池性能的影响规律,为质子交换膜燃料电池在航天领域的应用提供了可靠的科学数据和设计与运控指导。本文的主要工作及取得的主要成果如下:1.建立了短时微重力落塔实验专用直接甲醇燃料电池性能测试系统。该测试系统与作者自行设计的透明燃料电池以及落塔系统共同构成了微重力环境下直接甲醇燃料电池阳极流道可视化的研究平台。该实验系统在测量和采集燃料电池电性能输出的同时,可实时观察燃料电池内部的两相流动。2.分别在常重力与微重力环境下,可视化研究了电流密度对直接甲醇燃料电池内CO2气泡和两相流流动的影响。研究表明,不管是在常重力条件下还是微重力条件下,随着电流密度增大,流道内气体量增多,气泡尺寸变大。但在微重力条件下,气泡的数量比常重力下明显增多,而且尺寸变大,气泡形状也由椭球形变为球形。同时,在微重力环境下电池的性能较常重力环境下有所下降,而且随着浓差极化程度的加深,性能下降的幅度越大。3.分别在常重力与微重力环境下,对电池温度对直接甲醇燃料电池内CO2
李海勇[3]2010年在《以石墨烯为载体的直接甲醇燃料电池阳极电催化剂研究》文中进行了进一步梳理直接甲醇燃料电池(DMFC)因其燃料甲醇来源丰富、价格低廉、在常温下是液体、易于运输储存、能量密度高、分子结构简单、电化学活性高等优点,一直是研究的热点。提高阳极催化剂催化效率也是人们解决DFMC性能不高的方向之一。前人研究表明：不同的合金组成、不同的催化剂载体以及不同制备方法对阳极催化剂的催化活性和稳定性有着直接的影响。至今,在铂基催化剂体系中,PtRu二元合金催化剂是公认的最佳的甲醇电氧化催化剂。石墨烯是最近才发现的新型纳米级材料,具有独特的石墨平面结构,良好的导电性能(103-104S m-1)和巨大的比表面积(2630 m2g-1),已经被作为金属催化剂载体应用于燃料电池领域。基于以上分析,我们开展了以石墨烯为载体的直接甲醇燃料电池阳极电催化剂研究。并通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量散射X射线光谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、循环伏安法(CV)、计时-电流法和计时电位法等技术,对催化剂的形貌、元素组成和电化学性质进行了详细的研究。经过大量实验研究和数据结果分析,得出以下结论：(1)采用微波还原法制备了PtRu/Graphene纳米催化剂,其PtRu纳米颗粒大小约为2.6 nm。在相同金属催化剂担载量的条件下,与商业催化剂E-TEK PtRu/C/GC电极相比,PtRu/Graphene/GC电极对甲醇催化氧化具有较高催化活性。在PtRu/Graphene/GC电极上,甲醇氧化电流密度是PtRu/C/GC电极的1.6倍。通过分析PtRu/Graphene/GC电极的电化学活性表面积和计时-电流曲线进一步证明PtRu/Graphene纳米催化剂对甲醇氧化的催化效果要优于商业催化剂E-TEK PtRu/C。长期稳定性实验结果表明,相比于PtRu/C/GC电极,PtRu/Graphene/GC电极具有更好的长期循环稳定性。以上结果说明,石墨烯做为载体在燃料电池领域是可行的,有效的。(2)利用磷钼酸(PMo12)在碳基载体上单原子层自组装和带负电特性,功能化修饰石墨烯,制备出分散性好的PMo12-Graphene载体。采用微波还原法制备出PtRu/PMo12-Graphene纳米催化剂。与相同条件下制得的PtRu/Graphene纳米催化剂相比,PtRu/PMoi2-Graphene纳米催化剂具有分散性好、粒径小的优势。从CV曲线结果可知,PtRu/PMo12-Graphene/GC电极的甲醇氧化单位质量电流密度是PtRu/Graphene/GC电极的1.5倍。通过一氧化碳剥离实验,进一步得到PtRu/PMo12-Graphene纳米催化剂电化学活性表面积是48.05 m2g-1,远大于PtRu/Graphene纳米催化剂(15.90 m2g-1)。从而证明PtRu/PMo12-Graphene纳米催化剂对甲醇催化氧化具有很好催化效果。长期稳定性实验结果表明,相比于PtRu/Graphene/GC电极,PtRu/PMo12-Graphene/GC电极具有更好的长期循环稳定性。以上结果说明,PtRu/PMo12-Graphene中的PMo12在PtRu/Graphene纳米催化剂催化氧化甲醇的过程中,起到非常重要的作用。(3)利用甲基紫(MV)通过π-π吸附作用非共价功能化修饰石墨烯,保持了石墨烯原有的电子结构,阻止了石墨烯薄片的团聚,得到了分散性好的MV-Graphene载体。甲基紫带正电的特性,有利于PtRu纳米颗粒在MV-Graphene载体上沉积,并有效地阻止了金属纳米颗粒的团聚。采用化学沉积法成功制备了PtRu/MV-Graphene纳米催化剂。PtRu/MV-Graphene/GC电极的甲醇氧化电流密度是7.6 mA cm-2,为PtRu/Graphene/GC电极的1.7倍,且PtRu/MV-Graphene/GC电极的电化学活性表面积要大于PtRu/Graphene/GC电极。结果表明PtRu/MV-Graphene纳米催化剂对甲醇的电催化活性明显高于PtRu/Graphene纳米催化剂。计时-电流曲线和计时-电位曲线结果表明,PtRu/MV-Graphene/GC电极具有更好的抗一氧化碳中毒能力。在长期稳定性实验中,PtRu/MV-Graphene/GC电极的电流密度降低了24.2%,而PtRu/Graphene/GC电极的电流密度却降低了30.0%。上述结果说明,MV非共价功能化修饰的石墨烯是良好的催化剂载体。
张军[4]2017年在《集流板结构对甲醇燃料电池影响的研究》文中研究指明直接甲醇燃料电池(DMFC)是直接利用甲醇水溶液作为燃料,空气中的氧气作为氧化剂的一种燃料电池。随着微电子技术的迅速发展,各类便携式电子产品层出不穷,日趋多样化的产品功能和日益捉襟见肘的电源工作时间之间的矛盾在当今便携式电子产品的发展中越来越突出。因其能量密度高、环境友好和燃料补充便捷等特点而成为国内外研究的热点。但是DMFC的实用性还需要解决大量的基础科学问题,其中不同结构的集流板对电池的输出性能具有重要的影响,是DMFC基础研究中的重点之一,本文围绕集流板结构对电池性能影响这一关键性问题进行了研究。首先,本文设计并加工了相同开孔率、不同结构的点状集流板和平行集流板,再将集流板镀上TiN保护层。研究了 DMFC各个操作参数(TiN保护层、封装压力、甲醇浓度)对其性能的影响。结果表明,镀有TiN的集流板因具有良好的导电性和耐腐蚀性,用其组装的电池要比集流板未镀TiN的DMFC性能高4倍左右;封装压力影响扩散层传质和接触电阻,在0.5MPa的情况下,DMFC取得最优性能;甲醇水溶液浓度最佳值为1mol/L,在50℃时电池的最大功率密度可达13.69mW/cm2。然后,本文分别研究了相同开孔率、不同特征尺寸阳极和阴极集流板对DMFC性能的影响,主要从扩散层中的物质传递和欧姆电阻的角度进行分析。结果表明,无集流网的点状集流板最优特征尺寸为2.5mm,平行集流板最优特征尺寸为2mm;含有集流网的点状集流板最优特征尺寸为2-3mm,平行集流板最优特称尺寸为2mm。最后,基于以上的实验分析和研究,开展了同时改变阴极和阳极集流板的实验。实验表明,同时改变两端集流板,最佳特征尺寸是点状半径为1.5mm的集流板和平行沟槽为2mm宽的集流板。十字交错式平行集流板的排布性能优于肋对肋和肋对沟道槽排布方式的DMFC,肋板和沟道槽非等宽设计有利于改善肋板下扩散层中的物质传递。
周卫江[5]2003年在《低温直接醇类燃料电池阳极催化剂研制》文中提出阳极催化剂研制是直接甲醇燃料电池研究中最具有挑战性的任务之一，催化剂的制备方法对催化剂的性能有显著的影响。采用三种方法—浸渍—甲醛还原方法、过氧化氢氧化分解亚硫酸钠盐方法和本论文发明的多元醇或混合醇为溶剂、还原剂和保护剂的新方法，以碳载铂钌和铂为主，兼顾其他铂基催化剂的制备，考察了制备过程中主要参数对催化剂性能的影响，优化制备过程，筛选更合适的制备方法。通过比较发现，本论文发明的新方法具有操作灵活、制备过程简单易行、可制备的催化剂种类多、金属担载量高、金属平均粒径小且粒子大小可控等优点。其中，金属前体溶液浓度、载体的加入顺序、混合体系中水的含量及其加入顺序、还原过程中的pH值、金属载量等对催化剂的制备具有程度不等的影响。催化剂的平均粒径和各组分间的相互作用对甲醇的电化学氧化反应具有关键性的影响。在此基础上制备其他铂基催化剂，进而扩展了各类铂基催化剂在直接醇类燃料电池中的应用。同时本论文还考察了氧化钛、氧化钨和氧化钼等过渡金属氧化物的调变方式及处理条件对铂和铂钌催化剂的性能的影响。 在铂中添加钌或锡助剂均能促进甲醇和乙醇在铂催化剂上的电化学氧化反应，但催化效果却有着明显差别。铂钌催化剂更适合用作直接甲醇燃料电池的阳极催化剂，而采用铂锡阳极催化剂的直接乙醇燃料电池则展现出更好的放电性能，并且直接乙醇燃料电池在不同的操作温度下所需要的阳极催化剂中的铂锡原子比不同。即使仅在90℃时，采用铂锡阳极催化剂的直接醇类燃料电池无论使用甲醇还是乙醇作燃料其电池性能尤其是输出功率密度都极为接近。本论文对甲醇和乙醇反应机理以及影响因素也进行了探索和讨论。
王江[6]2005年在《直接甲醇质子交换膜燃料电池中传热传质现象的研究》文中进行了进一步梳理直接甲醇燃料电池(DMFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。本文对电动汽车用DMFC水管理、热管理和CO2气体管理相关的传热传质问题进行了深入的理论探索,并设计组装了一个活化面积为100cm2的DMFC单电池及其性能测试系统实验台。为了阐明水在PEM中的传递机理,本文首先对DMFC的PEM中能量和质量迁移过程进行了定性分析和定量研究。应用有内热源的多孔介质中流体流动与换热理论求解了PEM中的温度分布和含水量分布,得到了与文献中报道的实验观察现象相一致的结论。计算结果还表明:反映水的热容量和膜的内部产热量的两个无量纲准则数D和N是研究PEM中热量和湿分迁移过程的重要工具;利用这两个重要的无量纲准则数D和N ,能对PEM中的流动和传热工况进行定性的分析和定量的判断;水的质量流率小和电流密度过高是造成膜失水的主要原因。利用多孔介质模型首次对DMFC的PEM内两相逆流的形成和发展规律进行了探索研究。进一步从传热传质学的角度阐明了PEM干涸烧毁的机理。建立了多孔PEM中两相区内的一维、稳态、含内热源多孔介质相变传热传质模型。该模型考虑了毛细力、电渗力和相变的影响。推导出了PEM中两相区的无量纲理论长度δt的计算公式和PEM临界干涸准则数[ ?ω/γ]cr的表达式。利用该模型对两相区内液相水饱和度、各相的压力以及温度分布进行了数值模拟。模拟结果能够从机理上解释欧姆极化区DMFC性能变化规律,为确定阴极催化剂含载量与最佳PEM厚度的选取提供了理论依据。通过推导和分析电池堆系统的热平衡方程式,明确了电池堆中废热的去除主要通过反应物吸收、水的蒸发和冷却系统三种机制来实现。在对Q?e v、Q? l和Q?r c三者关系的探讨中,进一步定量地建立了水平衡和热平衡的联系。依据DMFC电池堆水管理和热管理的要求,设计了一套分形树状网络通道散热系统。对该新型结构散热器的换热和泵功特性的分析表明其性能优于传统的平行通道和蛇行通道冷却系统。通过对该系统进行结构优化设计,得到了应用于DMFC堆的分形网络通道最优化结构参数。定量计算得到的热负荷、冷却水的质量流量以及冷却水进出口温差三者之间的联系曲线均表明,该结构能够将大部分温差转移到其覆盖区域的边缘部位,而核心部位的温度梯度能够控制在很小的范围内。计算结果还可用于MEA活化面积尺寸的优化设计。本文将DMFC阳极流道中伴随有边界面上的气液质量传递过程的两相流动现象与传统加热管中流动沸腾现象进行了比拟,首次提出了“拟沸腾”的概念,并建立了拟沸腾压力降模型来预测阳极流道中压力变化情况。通过模型计算结果与相关试验资料的对比,验证了模型的正确性和适用范围,而且新发现了一个有趣的现象:对于小活化面积的电池,在小电流密度下运行时,流道中扩散层表面的“非活化点”处滞留的气泡核心对主流有较大的附加摩擦阻力作用。利用本文模型进行了参数分析,主要考察了电流密度、阳极进料流量和电池工作温度对流动压力降的影响。得到了一个十分有意义的推论:如果DMFC的活化面积较小,为了避免流道中压力分布不均匀对电池性能的影响,可以将电池水平放置以提高电池性能和稳定性;而当电池活化面积较大时,电池较适合竖直放置。
孟庆旭[7]2007年在《微型化学燃料电池的研究》文中认为燃料电池是一种通过电化学反应,持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的发电装置,而直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,简称DMFC)是直接利用甲醇作为阳极燃料的质子交换膜燃料电池,它无需甲醇转氢装置,具有系统结构简单、体积能量密度高、燃料补充方便、工作温度低、启动快等优点,特别适用于便携式移动电源、电动汽车以及军事、太空等。本文利用MEMS技术制造了一个微型直接甲醇燃料电池。设计、制备、组装了DMFC单电池系统,为DMFC的实用化研究迈出第一步。这个DMFC结构是通过硅的双面光刻,KOH溶液各向异性腐蚀制作而成。直接甲醇燃料电池的阳极、阴极腔体在Intellisuit软件中通过各向异性腐蚀技术被仿真出来。根据模拟结果,设计直接甲醇燃料电池的有效面积为19200μm×19200μm,然后对其性能进行测试。在常压下研究了不同温度、甲醇溶液不同浓度以及不同流速对直接甲醇燃料电池性能的影响。实验结果显示输出功率会随着温度的升高而变大,同时甲醇水溶液浓度的增加也会影响到输出功率,以溶液浓度2M最为理想。当将80℃甲醇水溶液的流速为0.8mL/min注入阳极反应腔时,这个直接甲醇燃料电池就在常压下得到了最大的输出功率3mW,此时单电池的开路电压为0.35V。
夏朝阳[8]2004年在《直接甲醇燃料电池膜电极制作及性能研究》文中认为直接甲醇燃料电池(DMFC)具有系统简单、比能量高、燃料便于储运等优点,是未来理想的移动电源系统。但是,目前DMFC的比功率较低,尚无法实际应用。为提高功率密度,DMFC常采用高催化剂载量、高工作温度等措施。例如,DMFC阳极Pt载量常高达4～12mg/cm~2,工作温度常为60～130℃。高催化剂载量和高工作温度迫使DMFC采取特殊的膜电极结构,如无担载催化剂电极;传统的膜电极制作工艺必须作相应的改进,电池工作条件也待优化。 本论文的目标是改进DMFC膜电极制作和提高DMFC性能。我们发展了二种制作膜电极的新方法,一种用于制作高催化剂载量的超薄电极,另一种使电极层直接涂覆在Nafion膜表面变得简单易行。在此基础上我们对影响DMFC性能的关键工作条件进行了考察和优化,还对碱性膜DMFC进行了初步的可行性实验。 论文的主要内容和结论如下: 1.DMFC无担载催化剂电极制作新方法 为获高功率输出,DMFC电极需要高催化剂载量。如果使用炭载催化剂,会导致电极过厚,催化剂利用率降低,电极内部IR降增大。而高分散的无碳载催化剂在制备上相对困难,且在使用中容易发生团聚和烧结。本论文工作发展了一种DMFC无担载催化剂电极制作的新方法,其特征是先用催化剂前体与聚合物电解质的溶液涂制电极,再将成形的电极中的催化剂前体还原成金属。此方法的优点是催化剂与聚合物电解质接触充分,可获得高分散度无担载催化剂和高载量超薄电极。采用此技术制得的无担载PtRu阳极,其催化剂粒度约3～4nm,在90℃、Pt载量3.7mg/cm~2的条件下可获400mA/cm~2@0.35V的阳极性能,优于2003年条件相近的文献报道。 2.Nation乳液法制作膜电极的尝试 在膜电极的制作方法中,将催化层直接涂覆在Nafion膜表面的做法可获得最佳的膜电极接触。但由于配制催化剂墨水需使用Nafion溶液,其溶剂使Nafion膜强烈溶胀,实际操作时很难在Nafion膜表面涂制平整均匀的催化层。本论文提出采用非极性溶剂制备Nafion乳液或微乳液,代替Nafion溶液配制催化剂墨水的新思
于如军[9]2006年在《管状直接甲醇燃料电池的研制及其建模与控制》文中研究说明直接甲醇燃料电池(DMFC)直接将甲醇和氧气的化学能转变为电能,无须重整制氢,液体甲醇的体积能量密度高,易于携带和存储,因此DMFC特别适用于便携式电源。目前DMFC的单电池和电堆在结构上采用平板型设计,需要用昂贵的双极板作为反应物输送的流道,以及串联各个单电池向负载输送电子的通道,由于双极板的流道狭窄,需要外围设备来储存、输送反应物用于维持系统正常工作,使得DMFC电堆集成度低,不能满足便携电源的要求。双极板的使用不仅增加了电池堆的制作成本,还给系统的安装、维护带来困难,一个单电池性能下降,必须将其他电池一起拆开,重新组装。针对平板型DMFC的不足,提出了管状直接甲醇燃料电池(TDMFC)的设计概念,在考察了膜电极制备工艺对电池性能影响的基础上,选择喷涂工艺,采用平面膜进行弯曲热压制备了管状膜电极,组装了管状直接甲醇燃料电池和小电堆;为了解决管状燃料电池的密封问题,又采用多孔石英管作为支撑体,用Nafion溶液浸渍制备了管状自支撑质子交换膜,并制备了管状自支撑直接甲醇燃料电池。建立管状直接甲醇燃料电池动态模型,进行数值求解,对管状直接甲醇燃料电池运行中,反应物、产物的浓度分布和温度分布给出动态仿真结果;利用热力学参数分析了燃料电池理论效率和实际效率,对DMFC效率与电流密度等工作条件的关系进行分析。分析阴极水的来源,建立与了空气进口流量、湿度和工作电流密度有关的阴极出口水蒸气浓度动态模型,用神经网络进行系统辨识,利用神经网络预测控制器实现了对TDMFC的阴极水蒸气出口浓度的控制。本论文的主要工作:(1)在考察制备膜电极工艺的基础上,设计制造了用于平面膜制备管状燃料电池的成型夹具,选择喷涂法和弯曲热压工艺制作了TDMFC单电池,组装了一个TDMFC电堆。单电池性能为:电池的阳极催化剂载量为2 mg·cm~(-2)Pt,阴极催化剂载量为3 mg·cm~(-2)Pt-Ru,液态甲醇溶液温度为80℃时,空气自呼吸方式,电池的
夏宏荣[10]2015年在《直接甲醇燃料电池结构设计制造与性能研究》文中指出当前化石燃料等非可再生能源消耗过快,提高能源利用率、发展替代能源成为全球密切关注的热点。直接甲醇燃料电池(DMFC)由于具备结构简单、能量密度高和环境友好等特点而备受关注。国内外对高温DMFC做了大量研究,然而便携式设备一般在常温下运行,因此本文以常温工作的DMFC为研究对象,以电池性能优化为目标,从反应物及产物管理、双极板的设计制造和抑制甲醇穿透三方面进行研究。主要研究内容如下:1.DMFC的两相流及其温度特性研究通过可视化方式,以常温液相进料DMFC为对象,结合三种常见的流场(蛇形、平行和多孔流场),对工作电池的阴、阳极两相流进行了详细研究,为DMFC反应物和产物管理优化提供理论基础。在此基础上重点针对蛇形流场DMFC阳极两相流的温度特性进行研究,包括开路电压以及周期性动态行为下电池的温度特性,以及电池对甲醇供给流量和放电电流密度变化的温度响应。2.微流道DMFC的制造与电池性能优化研究综合考虑降低双极板的材料及制造成本和通过微尺度效应提升DMFC电池性能的两点思路,利用多齿刨削工艺制造出以石墨为原材料的微流道双极板,并对其微流道形貌进行表征。重点考察了基于多齿刨削加工的石墨微流道双极板DMFC在各种操作条件(甲醇浓度及流量、氧气压力及流量、环境温度等)下的性能,同时通过实验与仿真相结合的方式对流道参数进行分析设计。3.蛇形多孔复合流场DMFC的性能探究通过在蛇形流道DMFC的阳极增加一层金属纤维流场板,以寻找电池在阻醇性能和电化学性能之间的平衡点。详细分析了蛇形多孔复合结构在阻醇和传质等方面的作用,并对其各参数(孔隙率、装配方式、厚度和梯度形式)对电池性能的影响机理做了详细的探讨,为进一步优化流场结构及流场物性参数提供研究基础。研究了复合流场DMFC的动态响应过程以及各种操作参数(操作方位、甲醇溶液温度、氧气背压)对其性能的影响。
参考文献：
[1]. 直接甲醇燃料电池的基础研究[D]. 蒋淇忠. 华南理工大学. 2000
[2]. 微重力下直接甲醇燃料电池阳极流场内两相流的实验研究[D]. 律翠萍. 北京工业大学. 2006
[3]. 以石墨烯为载体的直接甲醇燃料电池阳极电催化剂研究[D]. 李海勇. 湖南大学. 2010
[4]. 集流板结构对甲醇燃料电池影响的研究[D]. 张军. 天津科技大学. 2017
[5]. 低温直接醇类燃料电池阳极催化剂研制[D]. 周卫江. 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）. 2003
[6]. 直接甲醇质子交换膜燃料电池中传热传质现象的研究[D]. 王江. 东南大学. 2005
[7]. 微型化学燃料电池的研究[D]. 孟庆旭. 黑龙江大学. 2007
[8]. 直接甲醇燃料电池膜电极制作及性能研究[D]. 夏朝阳. 武汉大学. 2004
[9]. 管状直接甲醇燃料电池的研制及其建模与控制[D]. 于如军. 上海交通大学. 2006
[10]. 直接甲醇燃料电池结构设计制造与性能研究[D]. 夏宏荣. 华南理工大学. 2015
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