空气"自呼吸"式直接甲醇燃料电池阴极微孔扩散层的优化

应用化学, 2009, 26(2): 135-139. doi: 10.3969/j.issn.1000-0518.2009.02.003

空气"自呼吸"式直接甲醇燃料电池阴极微孔扩散层的优化

徐明媛 ^1, , 丁旵明 ^2, , 袁婷 ^3, , 曹剑瑜 ^4, , 邹志青 ^5, , 夏保佳 ^6, , 杨辉 ^7,

1.华东师范大学化学系,上海

2.华东师范大学化学系,上海

3.中国科学院上海微系统所,上海,200050

4.中国科学院上海微系统所,上海,200050

5.中国科学院上海微系统所,上海,200050

6.中国科学院上海微系统所,上海,200050

7.中国科学院上海微系统所,上海,200050

基金项目: 国家科技部八六三计划(2006AA05Z136;2006AA04Z342;2007AA05Z141) 国家自然科学基金(20673136;20706056) 上海浦江计划(06PJ14110) 中国科学院百人计划择优支持

关键词：直接甲醇燃料电池 , 空气"自呼吸" , 阴极微孔层 , 阴极水管理 , 膜电极集合体

Optimization of Cathode Microporous Diffusive Layer of Air-Breathing Direct Methanol Fuel Cell

通过调控2种碳材料科琴黑[Ketjen Black EC-600JD(KB)]和黑珍珠[Black Pearls 2000(BP)]的比例,优化了室温下空气"自呼吸"式直接甲醇燃料电池膜电极集合体阴极微孔扩散层的孔结构,提高了氧气在阴极的传质,避免了液态水在阴极的累积.实验结果表明,阴极微孔扩散层中BP的添加对电池性能有较大的影响. 当阴极微孔扩散层中的KB和BP碳材料以质量比9∶ 1混合时, 25 ℃、空气"自呼吸"条件下,直接甲醇燃料电池的最大功率密度达20.8×10-3 W/cm2,电池具有好的稳定性. 高的功率密度和好的稳定性可归属于少量BP的添加改善了阴极微孔扩散层的孔结构.

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