空气自呼吸式直接甲醇燃料电池的环境适应性研究

doi:10.61558/2993-074X.1883

电化学（中英文） ›› 2008, Vol. 14 ›› Issue (2): 159-165. doi: 10.61558/2993-074X.1883

空气自呼吸式直接甲醇燃料电池的环境适应性研究

刘建国;顾军;于涛;邹志刚;Zhao T.S.;

南京大学环境材料与再生能源研究中心材料科学与工程系南京大学-金川公司金属化学联合实验室南京大学固体微结构物理国家重点实验室,南京大学环境材料与再生能源研究中心材料科学与工程系南京大学-金川公司金属化学联合实验室南京大学固体微结构物理国家重点实验室,南京大学环境材料与再生能源研究中心材料科学与工程系南京大学-金川公司金属化学联合实验室南京大学固体微结构物理国家重点实验室,南京大学环境材料与再生能源研究中心材料科学与工程系南京大学-金川公司金属化学联合实验室南京大学固体微结构物理国家重点实验室,香港科技大学机械工程系江苏南京210093,江苏南京210093,江苏南京210093,江苏南京210093,香港清水湾

收稿日期:2008-05-28 修回日期:2008-05-28 发布日期:2008-05-28 出版日期:2008-05-28

Performance of Air Breathing Direct Methanol Fuel Cell under Ambient Condition

LIU Jian-guo1,GU Jun1,YU Tao1,ZOU Zhi-gang1,ZHAO T.S2

(1.Ecomaterials and Renewable Energy Research Center(ERERC),Nanjing University,Department ofMaterial Science and Engineering,Nanjing University,Nanjing University-Jinchuan Group Ltd.Joint Laboratoryof Metal Chemistry,Nanjing University,National Laboratory of Solid State Microstructures,Nanjing University,Nanjing 21093,China;2.Department of Mechanical Engineering,The Hong Kong University of Scienceand Technology,Clear Water Bay,Kowloon,Hong Kong,China

Received:2008-05-28 Revised:2008-05-28 Online:2008-05-28 Published:2008-05-28

摘要/Abstract

摘要： 针对空气自呼吸式(Air breathing)直接甲醇燃料电池(Direct methanol fuel cell,DMFC)阴极直接暴露在空气中的特性,重点研究了不同空气环境条件下例如湿度、温度等因素对电池性能的影响.结果表明,DMFC对环境湿度的变化并不敏感,这是由于阳极侧甲醇溶液中水的渗透使得质子交换膜和阴极一直保持相对稳定的水含量.又从可视化方法发现,反应生成的水在阴极大部分以液态形式存在,靠重力的因素排出电池,这对阴极集流板的结构设计具有重要的指导作用.此外,环境温度对电池性能具有明显的作用.环境温度为40℃时,单电池的最大功率密度接近30 mW.cm-2,是10℃时电池功率密度的3倍.

关键词: 直接甲醇燃料电池, 空气自呼吸, 电池性能, 环境因素, 相对湿度

Abstract: The performance of the passive DMFC was systematically investigated under an ambient condition by simulating a wide range of temperature and humidity in a high-quality environmentally controlled room.The results indicated that the performance of the passive DMFC was nearly independent of ambient humidity from 30% to 90% RH and water produced in the cathode was expelled mostly from the cell in a liquid state.Compared with the humidity,the ambient temperature has a significant effect on the performance of the passive DMFC.The power density of 30 mW·cm-2 were obtained at 40℃,while only 10 mW·cm-2 at 10 ℃.

Key words: air breathing, direct methanol fuel cell, ambient temperature, ambient humidity

中图分类号:

TM911.4

刘建国, 顾军, 于涛, 邹志刚, Zhao T.S., . 空气自呼吸式直接甲醇燃料电池的环境适应性研究[J]. 电化学（中英文）, 2008, 14(2): 159-165.

LIU Jian-guo, GU Jun, YU Tao, ZOU Zhi-gang, ZHAO T.S. Performance of Air Breathing Direct Methanol Fuel Cell under Ambient Condition[J]. Journal of Electrochemistry, 2008, 14(2): 159-165.

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