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有關(guān)微型然料電池的研究

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:476次  |  2019年04月14日  

直接甲醇然料電池以其高理論能量密度、易于管理的液態(tài)然料及少量的廢氣排放量等特點(diǎn)使得其成為目前微型然料電池研究的熱點(diǎn)之一。

針對(duì)小電流(mA級(jí))、長時(shí)間(往往要求超過l年)工作的特殊應(yīng)用場(chǎng)合(如無線傳感網(wǎng)),DMFC的優(yōu)勢(shì)更為明顯。

DMFC通常利用泵送系統(tǒng),將其所攜帶的然料循環(huán)利用,使其長時(shí)間連續(xù)工作,直至然料耗盡,因此,其堪料的理論利用率接近100%。

然而,采用泵循環(huán)的方式存在以下三個(gè)主要弊端:一方面泵工作要消耗一定的能量;二是泵送系統(tǒng)增加了然料電池系統(tǒng)的復(fù)雜性及成本;三是泵送系統(tǒng)不利于整個(gè)電池系統(tǒng)的徽型化。

本文嘗試研究了在無泵循環(huán)條件下,利用毛細(xì)作用力的自呼吸式微型直接甲醉然料電池的工作特點(diǎn)及其在小電流條件下工作的德定特性。

實(shí)驗(yàn)中采用了微機(jī)械加工技術(shù)對(duì)DMFc進(jìn)行了徽型化。首先利用MEMS技術(shù)加工出DMFC的流場(chǎng)板及微反應(yīng)流道,并濺射Ti/Pt/Au復(fù)合鍍層以使流場(chǎng)板具有導(dǎo)電、集流功能。

其中,氫、氧電極的流場(chǎng)板采用相同的經(jīng)典、伍MS濕法腐蝕工藝,不同之處在于掩模圖形。所加工出的氫電極流場(chǎng)板采用了點(diǎn)狀與蛇形混合的復(fù)合流道,以便強(qiáng)化流體均勻分配;氧電極流場(chǎng)板采用鏤空的點(diǎn)狀流道,以便電池工作時(shí)能從空氣中獲取所需的氧氣;氫、氧電極流場(chǎng)板的有效面積為1.2xl.2cm,厚度為500m.

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