直接甲醇燃料电池分解.doc

直接甲醇燃料电池研究进展摘要:简介了直接甲醇燃料电池的工作原理、研究现状及最新进展,觉得直接甲醇燃料电池是目前较抱负的燃料电池,有广阔的发展前景。直接甲醇燃料电池(DMFC)具有燃料易运送与存储、重量轻、体积小、构造简朴、能量效率高等长处,以固体聚合物作为电解质的直接甲醇燃料电池是抱负的车用动力电源,具有广阔的发展前景。核心词:直接甲醇燃料电池;甲醇;渗入;膜;电催化剂PerformancestudyondirectmethanolfuelcellAbstract:Workingprinciple,currentresearchsituationandlatestprogressofdirectmethanolfuelcellareintroduced.Fuelcellofthiskindisregardedasaperfectonesofar,withbrightprospectstobeexpected.Directmethanolfuelcells(DMFC)hadseveraladvantagesincludingeasetransportationandstorageofthefuel,reducedsystemweight,sizeandcomplexity,highenergyefficiency.Polymerelectrolytemembranedirectmethanolfuelcells(PEMDMFC)wereidealpowersourceforvehicleswithbrightprospectstobeexpected..Keywords:DMFC;methanol;crossover;membrane;electrocatalyst0引言由于汽车尾气污染越来越严重,从而引起世界各国的关注。汽车尾气污染的本源在于汽车发动机使用的汽油。甲醇是一种易燃液体,燃烧性良好,辛烷值高,抗爆性能好。甲醇又是一种干净燃料,燃烧时无烟,燃烧速率快,排气污染少。不管燃烧汽油还是燃烧甲醇作汽车的动力都需要使用内燃机,因此其噪音污染及燃料燃烧不完全引起的排放物污染是不可避免的。使用电动汽车是解决汽车尾气污染的主线措施,同步还可以减少内燃机导致的噪音污染。燃料电池有内燃机使用燃料重量轻,补充燃料以便等长处,无需充电,它的最大长处在于可把燃料的化学能直接转变成电能,其效率不受卡诺循环限制。直接甲醇燃料电池(DirectMethanolFuelCell,简称为DMFC)无需将甲醇转变成氢源,运用甲醇直接在电极上反映转变成电能。直接甲醇燃料电池使用液体燃料甲醇,使体积变小,是最有但愿成为电动汽车电源的化学电源。1直接甲醇颜料电池的基本定义燃料电池(FuelCell,简称FC)是一种将化学能转化为电能的电化学发电装置。由于它不受卡诺循环限制,不排放或很少排放污染物,因此是一种高效、清洁的新型能源。燃料电池按电解质的不同可分为碱性氢氧燃料电池(AFC)、质子互换膜型燃料电池(PEMFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)及高温固体氧化物燃料电池(SOFC)等。这些燃料电池一般需要纯氢、天然气、净化煤气或重整气等气体燃料,因此一般需要复杂的燃料重整或精制等附属设备,并且气体燃料的供应与储存也存在不安全因素。直接甲醇燃料电池(DirectMethanolFuelCell,DMFC),顾名思义,可直接用甲醇作原料,不必中间重整或转化妆置,因此具有体积小,重量轻,系统构造简朴,燃料来源丰富,价格低廉,储存携带以便等长处,是目前各国政府优先发展的高新技术之一。直接甲醇燃料电池(DMFC)由两个电极及夹在其中间的质子导电膜构成[。电极一般为多孔电极,由背层、扩散层和催化剂层3部分构成,重要材料是碳支撑的贵金属。DMFC中的电解质采用特殊离子互换膜,是一种选择性质子导体,它既能保持离子电荷平衡,又能避免甲醇及其她物质渗漏到另一电极区域。将甲醇和水混合物送至DMFC的多孔阳极区域,甲醇直接电催化氧化生成二氧化碳,并释放出质子和电子:CH3OH+H2O→CO2↑+6H++6e-(1)在阴极上氧气被还原生成水:3/2O2+6e-+6H+→3H2O(2)电池的总反映是:CH3OH+3/2O2→CO2↑+H2O(3)2直接甲醇燃料电池阳极电催化剂材料2.1铂基催化剂材料在DMFCs中,对阳极电催化剂材料有3个基本规定:活性、稳定性、质子和电子导电性。对于铂基电催化剂,甲醇在阳极的氧化机理波及到一系列的基元反映环节,研究表白,其速控环节是甲醇的第一步吸附脱氢(低温时)或反映中间物CO与吸附的羟基的反映(温度高于60e时),反映式如下:CH3OHvPt-CH2-OH+Hads(1)COads+Pt-OHadsvPt-COOH(2)