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金属基微型直接甲醇燃料电池关键技术研究

如今消费者对便携式、高能耗(智能手机、平板电脑以及可穿戴设备)设备续航的需求极大的刺激了研究机构和企业在微小型高能量密度能源方面的研究。发展微小型电子设备能源的迫切需求使得众多学者开始进行微型燃料电池相关方面的研究。在所有的燃料电池种类中,微型直接甲醇燃料电池(Micro Direct Methanol Fuel Cell,μDMFC)拥有着燃料来源丰富、能量密度高、环境友好、启动及运行温度较低、燃料存储、运输方便等独特的优越性。随着近几十年微电子机械系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)技术和材料科学的飞速发展,μDMFC的效率和稳定性更是得到了极大的提升。然而,目前μDMFC技术尚未得到大面积推广,离大规模商业化还有一定的距离,其主要的技术瓶颈在于功率密度较低、成本、便携性以及燃料实际使用浓度较低四个问题。本文围绕μDMFC电化学特性优化、复杂度优化以及便携性优化等基本方向,制备并测  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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微型直接甲醇燃料电池结构设计与制作技术研究

近几年来,随着人均能源消耗量的持续增大以及MEMS技术的飞速发展,微型直接甲醇燃料电池(Micro Direct Methanol Fuel Cell,μDMFC)由于其广泛的应用前景而成为研究的热点。目前μDMFC还存在阳极反应气体排出、传质效率低等问题,导致其输出特性受到影响。本文提出了μDMFC的阳极传质模型,对μDMFC单体的结构参数与传质特性进行了系统的研究;并且基于理论研究结果研制了基于两种材料的μDMFC单体,最后设计并制作了具有10节单体的自呼吸式μDMFC电池组。本文建立了微型DMFC的阳极传质模型,模型结果表明:阳极流场结构对电池的性能产生一定的影响,同时也影响了阳极反应生成物CO2的排出。设计并制作了硅基μDMFC,基于MEMS工艺制备了不同阳极结构和流道参数的硅极板,经测试最大功率密度达到13.2 mW/cm~2,与仿真结果基本吻合。同时利用微冲压成形技术与蒸镀技术成功制备了不锈钢材料μDMFC极板,采用...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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微型直接甲醇燃料电池高浓度传质阻挡层技术研究

随着微电源的快速发展和市场需求的不断增加,基于微机电系统(microelectro mechanical system,MEMS)技术的微型直接甲醇燃料电池(micro direct methanol fuel cell,μDMFC),依靠其广阔的应用前景而成为研究热点。与其他类型的燃料电池相比,DMFC具有能量密度高、燃料来源丰富、成本低、易于储存和携带、安全性高等特点。被动式微型直接甲醇燃料电池,随着甲醇溶液使用浓度的提高,电池的能量利用率是随之上升的。但是高浓度通常伴有甲醇渗透等问题,一般使用稀释的甲醇溶液(10 wt%)作为燃料,尽量减少甲醇通过质子交换膜的渗透通量。使用稀释的甲醇溶液时,燃料电池的比能量密度明显降低,因此寻找一种适合被动式微型直接甲醇燃料电池在高浓度情况下的改进方案是十分必要的。本文完成了高浓度条件下被动式微型直接甲醇燃料电池阳极甲醇传质阻挡层的理论分析与实验验证,基于电池内部组分传输机制和电化学反应机...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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被动式微型直接甲醇燃料电池阴极关键技术研究

直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)由于其具有高能量密度、高效、环保、结构简单、便携性强、可低温启动等优点,成为了新能源领域的研究热点。近几年随着微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)技术的普及使得微型甲醇燃料电池(Micro Direct Methanol Fuel Cell,μDMFC)得以迅猛发展,成为国际微能源技术领域的研究热点之一。根据反应物供给方式μDMFC可分为主动式和被动式,由于主动式需采用泵、阀和风扇等有源元件控制电池的燃料输运,因此被动式μDMFC(靠扩散和自然对流等方式输送燃料)更有利于减小体积、重量和能耗进而提高能量密度。但是在微小尺度下,被动式μDMFC在阴极水淹、甲醇渗透等气液两相输运问题愈发明显,严重影响了输出性能;另一方面,电池性能依赖于反应动力学速率,因此提升催化效率、降低催化剂成本可以促进μDMFC商业...  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电源技术》2016年11期
电源技术

V形截面DMFC的设计、制作及测试

为了克服目前管状结构直接甲醇燃料电池(DMFC)成型困难的问题,提出了一种新型结构的膜电极组件(MEA)——V形截面MEA(V-MEA)。确定了V-MEA的结构参数,V-MEA具体由阳极钛网、阳极催化剂层、Nafion膜、阴极催化剂层、阴极扩散层和阴极钛网六层组成。完...  (本文共3页) 阅读全文>>

《Journal of Shanghai Jiaotong University》2005年03期
Journal of Shanghai Jiaotong University

Two Models of DMFC under Effects of Cathode Humidification Temperature an d Anode Flow Rate

This paper introduced a novel self-adjustment of parameters of fuzzy neural net works.Then,the effects of cathode humidification temperature and anode flow rate on the performance of direct meth anol fu...  (本文共3页) 阅读全文>>

《电池》2004年04期
电池

DMFC的阻甲醇渗透研究进展

甲醇从阳极到阴极的渗透是影响直接甲醇燃料电池性能的主要因素之一。对甲醇渗透问题进行了综述,重点介绍了阻甲醇渗透技术。近年...  (本文共3页) 阅读全文>>

权威出处: 《电池》2004年04期