基于MEMS技术的μPEMFC阳极流场及其优化研究的任务书.docx

基于MEMS技术的μPEMFC阳极流场及其优化研究的任务书
一、任务背景
燃料电池是一种新型的清洁能源，具有高能量密度和零排放的特点，因此被广泛地研究和应用。其中，微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC)是燃料电池中一种重要的类型，因为它具有小体积、高能量密度和快速响应等特点，适合在小型移动设备、无人机和微型机器人等领域中应用。μPEMFC中，阳极是燃料供应的地方，其流场结构和运动状态的设计对μPEMFC的性能具有重要影响。
目前，利用MEMS技术制备流体微加工设备来优化μPEMFC流场并逐步成为研究热点。这种方法可以通过制备微小孔洞和微蜂窝等结构来提高燃料的分布均匀性，改善μPEMFC的质量传输和电导率等性能。然而，还需要进一步深入研究优化阳极流场的设计。
因此，本次任务旨在通过应用MEMS技术，研究并优化μPEMFC阳极流场，提高μPEMFC的电化学性能。
二、任务内容
1.研究μPEMFC阳极流场的结构和运动状态
通过实验研究，探究μPEMFC阳极流场的结构和运动状态。该研究将重点考虑以下因素：
(1)孔洞尺寸：不同尺寸的孔洞会对阳极流场的分布产生不同的影响，因此需要研究孔洞尺寸对阳极流场的影响。
(2)孔洞密度：孔洞密度影响燃料在流场中的分布情况，需要研究不同密度的孔洞对阳极流场的影响。
(3)燃料进口和出口的位置：燃料的进口和出口位置会影响阳极流场的分布和运动状态，需要探究这种影响。
2.优化阳极流场的设计
通过优化阳极流场的设计，提高μPEMFC的电化学性能。该优化将重点考虑以下因素：
(1)孔洞形状：不同形状的孔洞会对阳极流场的分布产生不同的影响，需要研究不同形状孔洞的优劣。
(2)蜂窝结构：应用MEMS技术制备蜂窝结构，并研究该结构对阳极流场的影响。
(3)相对湿度：相对湿度是影响燃料电池性能的关键因素之一，因此需要研究相对湿度对阳极流场的影响，并优化设计。
三、任务成果
1.研究报告
根据研究内容，撰写一份关于μPEMFC阳极流场结构和运动状态以及优化设计的综合研究报告，包括实验方法、结果分析和结论等部分。
2.优化设计方案
提出优化μPEMFC阳极流场的设计方案，包括不同形状孔洞的结构设计和蜂窝结构的制备方法，以及相对湿度控制的方案等。
3.实验数据
提供实验数据和相应的处理结果，包括阳极流场的形貌和分布、电化学性能测试结果等，以便研究者进一步分析和验证。
四、任务要求
1.熟悉微机电系统(MEMS)技术，具备相关的实验经验或技术背景。
2.具备燃料电池方面的基础知识和实验经验，对μPEMFC阳极流场的研究具有一定的了解。
3.精细认真，具有实验操作能力和数据分析能力。
4.任务完成后需提交符合要求的研究报告、优化设计方案和实验数据。
五、任务时限
本任务需要在3个月内完成。其中，前两个月用于数据收集和实验研究，后一个月用于撰写报告和整理数据。
六、经费预算
本任务可申请的经费为人民币10万元，主要用于燃料电池的实验材料、设备和场地租金等方面。