微型直接甲醇燃料电池高浓度传质阻挡层技术研究

发布时间：2022-01-23 09:50

　　随着微电源的快速发展和市场需求的不断增加,基于微机电系统（microelectro mechanical system,MEMS）技术的微型直接甲醇燃料电池（micro direct methanol fuel cell,μDMFC）,依靠其广阔的应用前景而成为研究热点。与其他类型的燃料电池相比,DMFC具有能量密度高、燃料来源丰富、成本低、易于储存和携带、安全性高等特点。被动式微型直接甲醇燃料电池,随着甲醇溶液使用浓度的提高,电池的能量利用率是随之上升的。但是高浓度通常伴有甲醇渗透等问题,一般使用稀释的甲醇溶液（<10 wt%）作为燃料,尽量减少甲醇通过质子交换膜的渗透通量。使用稀释的甲醇溶液时,燃料电池的比能量密度明显降低,因此寻找一种适合被动式微型直接甲醇燃料电池在高浓度情况下的改进方案是十分必要的。本文完成了高浓度条件下被动式微型直接甲醇燃料电池阳极甲醇传质阻挡层的理论分析与实验验证,基于电池内部组分传输机制和电化学反应机理提出建立了添加阳极甲醇传质阻挡层的DMFC全电池模型,将集流板、扩散层以及传质阻挡层作为一个整体,并与常规结构电池模型在高浓度下进行仿真对比。此模型综... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

典型的DMFC基本结构示意图

图 1-4 微流控燃料电池样机的蒸气供给图[58]Fig. 1-4 Exploded view of the vapor feed microfluidic fuel cell prototype[58]在常规结构电池的 DMFC 设计中，另一种改变传质阻力的方法是将液相成气相并控制蒸发速率。将 DMFC 水平放置，底部为储液腔，使液气界流场保持一定距离，可以实现液态甲醇的简单蒸发[52, 59]。Chung 等[60]利

MEA的结构

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]被动式微型直接甲醇燃料电池阴极水管理的研究[D]. 邓慧超.哈尔滨工业大学 2015
[2]直接甲醇燃料电池膜电极高活性阳极催化剂及阻醇研究[D]. 段加林.哈尔滨工业大学 2015
[3]微型直接甲醇燃料电池阳极传质及应用基础研究[D]. 王路文.哈尔滨工业大学 2014
[4]微型直接甲醇燃料电池阳极传质特性及燃料供给研究[D]. 张鹏.哈尔滨工业大学 2012
[5]基于萘环的侧链型磺化聚芳醚酮质子交换膜材料的制备与性能研究[D]. 邵柯.吉林大学 2010

硕士论文
[1]高浓度供给微型直接甲醇燃料电池堆的设计[D]. 郭超.哈尔滨工业大学 2015
[2]被动式直接甲醇燃料电池结构与性能研究[D]. 赵锋良.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2007



本文编号：3604105