高性能微型直接甲醇燃料电池改进二氧化碳排气方法的研究

微型直接甲醇燃料电池有望成为未来微系统和便携式电子系统中最具吸引力的新型微能源，具有广泛的应用价值。本课题针对目前微型燃料电池输出性能低、二氧化碳气体排除困难等问题，对微型直接甲醇燃料电池气液两相微流体反应机理、膜电极制备及表面物理改性等展开深入研究，旨在提高微型直接甲醇燃料电池的性能与工作稳定性。在理论上，结合微/纳米尺度流体学、电化学理论对阳极气液两相微流体进行建模和多物理场耦合模拟，实现燃料电池微流场结构的最优化设计。在实验上采用双层催化电极制备膜电极，提高催化效率和电极寿命；对膜电极进行表面物理改性，改善二氧化碳气体排除效果。利用MEMS技术完成微型直接甲醇燃料电池制作，自制高速立体显微摄像燃料电池观测系统对二氧化碳气体在微流场内生成和分离状态进行分析，研究二氧化碳气体排除的最佳方式。本课题研究成果必将对微型直接甲醇燃料电池电化学反应机理研究，提高微型燃料电池性能具有重要的意义。