张彪
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叶丁丁
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朱恂
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李俊
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廖强
工程热物理学报
自呼吸微流体燃料电池是很有前景的新型微型电源,目前其性能的主要限制因素是阳极燃料传质.本文构建了具有三维顺排阳极的自呼吸微流体燃料电池,利用圆柱形阳极在流道中容积式的分布增大反应面积,强化燃料传输.本文研究了燃料浓度和反应物流量对电池性能的影响,并对流道中的两相流动进行了可视化观察.实验结果表明:随燃料浓度或反应物流量的增加,电池性能先升高后降低;产生的CO2气泡能够被限制在阳极电极和隔离棒中,减小了其对阴极侧电解液流动的扰动;气泡会在隔离棒之间聚并形成气膜,气膜周期性形成和排出的动态行为对电池的放电性能具有较大影响.
关键词:
微流体燃料电池
,
无膜燃料电池
,
自呼吸阴极
,
顺排阳极
,
传质
郑丹
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张熙贵
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张鲲
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姜伟
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夏保佳
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.05.014
利用MEMS技术制备了一种自呼吸式微质子交换膜燃料电池(PEMFC),阳极采用点蛇混合结构,阴极采用双层镂空微流场结构,阴极靠近膜电极侧微孔尺寸从5～50 m不等.鉴于自呼吸式电池的性能受环境的影响很大,本文着重研究了环境湿度和温度对电池性能的影响.结果表明阴极微孔尺寸为11 m和15 m的电池孔径适度,在环境20℃、30%-70%RH时两电池的极限电流密度(J_(max))和峰值功率密度(P_(max))均表现出较高值,性能良好;阴极微孔尺寸为11 m的电池在空气维持50%RH下,温度由10℃升到40℃时P_(max)逐渐增大,增幅达14.9%;若不维持空气湿度而改变温度,则温度由10℃升高到40℃时P_(max)先增大后减小,20℃时达最大.
关键词:
微型质子交换膜燃料电池
,
自呼吸阴极
,
自然对流
,
MEMS技术
