基于纤维的被动式微流体燃料电池产电特性

发布时间：2021-08-29 11:35

　　近年来,随着移动互联网技术的高速发展,便携式电子设备如智能手环、智能手机、智能手表等层出不穷,而传统电池技术发展跟不上市场上便携式电子产品长时间运行而不需频繁充电的实际需求。无膜微流体燃料电池（Membraneless microfluidic fuel cell,MMFC）利用燃料和氧化剂层流流动的特点,不需要隔膜来分离阳极和阴极,消除了传统燃料电池由于膜而产生的相关问题,具有比表面积大、易集成、功率密度高、携带方便等优点,被认为是最有应用前景的微型电源之一,从而受到研究学者的广泛关注。现有的微流体燃料电池大多需要外部驱动设备来维持电池内部燃料和氧化剂的层流流动,降低了电池的净功率输出,限制了其实际应用。本文提出了一种基于纤维的碳纸阳极被动式微流体燃料电池,通过棉线的毛细力辅以重力的作用实现了燃料和氧化剂的被动式运输,取消了微流体燃料电池对外部驱动设备的依赖。从传质的角度对电池阳极和阴极结构进行了改进,构建了纤维一体化阳极以及空气自呼吸阴极被动式微流体燃料电池,系统研究了燃料浓度,电解液浓度以及反应物流量对电池产电特性的影响。本文主要研究成果如下:（1）构建了基于纤维的碳纸阳极被动式... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微流体燃料电池工作原理示意图

图 1.2 微通道中的层流扩散混合区[18]ig. 1.2 Laminar diffusion mixing zone in a microchannel中，随着反应物在电极表面的反应消耗，会低主流道和电极催化层表面的浓度梯度，增电化学反应速率大于物质向电极表面扩散传反应物从主流道向电极表面扩散传输的速率所度边界层将严重影响电池性能。在微流体燃、电池结构以及电极结构等对浓度边界层的电池研究现状者针对微流体燃料电池开展了大量的研究工被动式微流体燃料电池三个方面来介绍微流

1 绪 论道结构no 等人[7]在 2002 年首次提出了无膜微流体燃料电池，如图 1氧化还原电对作为燃料和氧化剂，采用 Y 型电池结构，取中的离子交换膜，尽管该电池最大燃料利用率不足 10%，文献中燃料电池相当。在该 Y 型电池结构中，电极布置在微剂以Flow-over的形式流过电极表面并在催化剂作用下发生低。而 T 型流道，则是 Y 型流道两个进口流道夹角为 90°人[19]通过模拟计算的方法研究了不同流道截面宽高比的情况氧的浓度分布，得出截面宽高比越大，燃料利用率越高，同和阴极液之间的扩散混合。在 Y 型流道和 T 型流道中，电以布置在通道底部左右两侧，也可以布置在通道左右两侧的

【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料电池的应用和发展[J]. 石新军.  现代物理知识. 2006(02)



本文编号：3370579