直接甲醇燃料电池阴极单电池性能分析

　　  直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳，质子(氢核或氢离子)和电子，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，质子透过质子交换膜迁移往并在阴极与氧反应，而电子则通过外电路的负载到达阳极，并做功。近几年来绿色能源电池受到了人们的广泛关注，而在电源设计领域中表现较为突出的就是甲醇燃料电池了。甲醇燃料电池主要通过甲醇与氧化剂的反应形成电能，兼具了环保高效的特点在接下来的内容中将对直接甲醇燃料电池空气阴极单电池性能进行讲解。

　　单电池性能

　　图1为活化后的DMFC膜电极的V-I曲线和功率密度曲线。活化试验条件：膜电极放入电池测试装置中，阳极通甲醇溶液，接着停止蠕动泵运转，让静止甲醇溶液缓慢扩散；阴极利用空气自然扩散，然后在35℃下，小电流密度放电运转9h。其性能测试试验条件为：低温、常压，甲醇浓度1.5mol/L，电池温度35℃，甲醇流速2.5mL/min，阴极为自然空气进料。
　　阴极空气由小型空气泵输送，经过空气流量计，进入第1个增湿器。当空气增湿以后，接着进入第2个增湿器，最后进入电池阴极，其中2个增湿器的温度均由恒温水浴槽控制。第1个增湿器主要起空气增湿和温控作用，第2个增湿器主要是为了防止增湿空气把水带入电池阴极，造成水淹阴极，影响电池性能，起缓冲和温控作用。从图1看出，当单电池的输出电压为0.277V时，其输出电流密度和峰值功率密度分别达到142.6mA/cm2，39.5mW/cm2。
　　本文对直接甲醇燃料电池空气阴极的单电池性能进行了分析，通过对阴极空气走向的讲解，对整体工作过程进行了梳理。在分析的过程中，希望读者能够按照文中的思路进行思考，跟随引导对直接甲醇燃料电池有进一步的了解。

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