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甲醇燃料电池结构、特点

变宝网08月02日讯

甲醇燃料电池属于低温燃料电池,釆用质子交换膜做固体电解质,甲醇作为燃料。相关技术不断进步,工业化和实用化前景日益明朗,显示出较好的发展势头。下面随小编去了解下甲醇燃料电池。

一、甲醇燃料电池结构

燃料电池的核心组件主要是由阳极、阴极和电解质膜组成,而电极又由扩散层和催化层组成。

(1)催化层催化层是发生电化学反应的场所,约占膜电极成本的54%,而膜电极约占整个燃料电池成本的84%。因此,如何降低催化剂的载,制备低成本高性能高活性的燃料电池催化剂是至关重要的。同时,发明的喷涂方法,使催化层的催化剂载由4mg/cm2降到约0.014mg/cm2,更好的缓解因为催化剂的格制约质子交换膜燃料电池的发展。

(2)扩散层扩散层作为电子导电的良导体,其主要作用是保证反应物能均匀到达催化层参加电化学反应。质子交换膜燃料电池的扩散层主要是碳纸或碳布。碳纸使用前要进行憎水化处理并且使用碳粉对其进行整平。

(3)电解质膜电解质膜的性能将直接影响到电池的内阻以及电池的开路电压,在选用电解质膜时,一般要求电解质膜具有比较好的机械强度和耐温性能、高的化学稳定性、高的离子电导率。

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二、甲醇燃料电池特点

直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源,而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相对于质子交换膜燃料电池(PEMFC),直接甲醇燃料电池(DMFC)具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等优点。这使得直接甲醇燃料电池(DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。这种电池的期望工作温度为120℃,比标准的质子交换膜燃料电池略高,其效率大约是40%左右。其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。不过,这种加的成本与可以方便地使用液体燃料和无须进行重整便能工作相比则不一提。直接甲醇燃料电池使用的技术仍处于其发展的早期,但已成功地显示出可以用作移动电话和膝上型电脑的电源,将来还具有为指定的终端用户服务的潜力。

三、甲醇燃料电池影响性能因素

(a)膜厚度,(b)电池温度,(c)甲醇浓度,(d)燃料的pH,(e)催化剂活性,(f)电极结构,(g)甲醇渗透燃料的利用率低,在阴极形成混合电位和(h)阴极扩散层的聚偏氟乙烯(PTFE)的含。其中,催化剂活性低是影响DMFC性能最为关键的因素。

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