自呼吸式直接甲醇燃料电池性能及其传质特性

针对有效面积为1cm2的自呼吸式直接甲醇燃料电池（directmethanolfuelcell，DMFC）单电池，阳极采用燃料罐供液，将阴极侧集流体和夹具设计为一体式结构，并用自制的七合一膜电极组件对其进行测试，讨论了催化剂类型、扩散层材料、集流体结构等因素对其性能的影响，分析了电池内部的传质特性，优化了电池特别是其在中高电流密度条件下的性能。实验结果表明采用Pt黑、Pt-Ru黑催化剂制作的自呼吸式DMFC能强化反应物的传质；采用碳布制作的膜电极更倾向于获得更高的极限电流密度；低电流密度时，因甲醇渗透电池电压随着甲醇浓度的增加而降低，但在中高电流密度下，电池性能随甲醇浓度的增大先升高后降低；平行集流体有利于阴阳极生成物的排出和反应物的传质，因此易获得较高的电池性能。