液相进样直接甲醇燃料电池性能研究.pdf

第 15 卷第 1 期 高 校 化 学 工 程 学 报 No.1 Vol.15 2001 年 2 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Feb. 2001 文章编号: 1003-9015(2001)01-0046-06 液相进样直接甲醇燃料电池性能研究* 1 2 1 1 1 2 2 蒋淇忠 , 马紫峰 , 刘振泰 , 周锦鑫 , 黄碧纯 , 林维明 (1.上海交通大学化工系 上海200240 2. 华南理工大学化工系 广东 广州510641) 摘 要: 报道了用研制的 Pt-Ru/C 催化剂, 采用特殊工艺制备了膜电极, 并组装了直接甲醇质子交换膜单电池系 统 考察了电极扩散层制备方法 催化剂层中催化剂 Teflon-C 以及Nafion 液的用量等电极制备工艺条件以及 空气作为氧化剂对单电池性能的影响 结果表明 采用刷涂法制备电极扩散层比喷涂法好 催化剂层中催化剂 的优化含量为0.6mg cm-2 Teflon-C Nafion 液的最佳用量分别为0.3 mg cm-2 0.5 mg cm-2 当工作温度为80 时 输出电压为 0.3V 氧气作为阴极气体的输出电流密度为 36mA cm-2 而空气作为阴极气体的输出电流密 度为 22.5mA cm-2 膜电极有效面积为 9cm2 的的液相进样直接甲醇/ 氧气燃料电池三电池电堆的最大功率为 0.285W 此时输出电压为0.7V 输出电流为0.407A 而液相进样直接甲醇/空气三电池电堆的输出电压为0.635V 输出电流为0.252A 时 最大功率为0.160W 关键词 膜电极 直接甲醇燃料电池 单电池 电堆 中图分类号 TM911 .4 文献标识码 A 1 前 言 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 启动快等特 [1] 点 特别适用于便携式移动电源 电动汽车等 DMFC 的电极反应过程为 + - 阳极 CH OH+H O CO +6H +6e 3 2 2 阴极 + - 3/2O +6H +6e 3H O 2 2 总反应 CH OH+3/2O CO +2H O 3 2 2 2 由于 DMFC 在未来的燃料电池研究中显示越来越重的地位 各国学者和机构争相研究和开发高 [2] 性能的 DMFC 系统 目前