自吸氧式微型直接甲醇燃料电池阴极排水结构的研究

摘要

本文为自吸氧式微型直接甲醇燃料电池设计了一种基于毛细作用的阴极排水结构。这是通过在阴极窗口的脊上制作亲水性的毛细管阵列实现的。结果显示，这种电池的功率密度可达2.35mW/cm2，在连续工作5小时后可明显地观察到阴极排出的水。微直接甲醇燃料电池以其能量转换效率高、燃料易存储、室温工作、加工制作简单等优点成为最有发展潜质的便携式能源。但是，它要实现商业化应用还面临一些关键的技术问题。工作过程中，过量的水积累在阴极不能排出是造成微直接甲醇燃料电池性能下降的重要原因。阴极的水来自于氧化还原反应和质子从阳极到阴极运动时对水分子的拖拽作用。阴极过量的水会阻碍氧气进入阴极和与催化剂的接触，进而导致微直接甲醇燃料电池性能下降。