微型直接甲醇燃料電池及多孔硅的制備研究.pdf

1、燃料電池是一種通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)，持續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電裝置，而微型直接甲醇燃料電池(Micro Direct Methanol Fuel Cell，簡(jiǎn)稱μDMFC)是直接利用甲醇作為陽(yáng)極燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池，它具有工作時(shí)間長(zhǎng)，工作溫度低，甲醇來(lái)源豐富且存儲(chǔ)方便，易于微型化和集成，以及產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，是最有希望替代便攜式電子設(shè)備中使用的傳統(tǒng)電源的新型電源之一。
　　本文首先以μDMFC為研究對(duì)象，

2、結(jié)合傳統(tǒng)燃料電池的數(shù)學(xué)理論和微尺度流體力學(xué)，建立了電池的數(shù)學(xué)模型。該模型根據(jù)動(dòng)量守恒、質(zhì)量守恒以及電化學(xué)、微尺度流體學(xué)，分析了電池溫度、甲醇溶液濃度、擴(kuò)散層和催化層結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)μDMFC性能的影響。運(yùn)用CFD軟件COMSOL Multiphysics對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算，得出如下結(jié)果:相對(duì)于催化層而言，電池性能在很大程度上依賴于擴(kuò)散層的參數(shù)。在一定范圍內(nèi)，擴(kuò)散層和催化層的孔隙率適當(dāng)?shù)脑龃笥幸嬗陔姵匦阅芴岣?。然后，?duì)多孔硅在微型燃料電池的擴(kuò)散層、