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被动式微型直接甲醇燃料电池的研究的任务书
任务书
一、背景介绍
微型直接甲醇燃料电池（MicroDirectMethanolFuelCell，μ-DMFC）是一种新型的微型能源转换装置，以其高能量密度、高效率、无污染等优点，成为研究的热点。然而，传统的μ-DMFC存在着一些问题，如低使用寿命、甲醇透漏、催化剂失活等。针对这些问题，被动式微型直接甲醇燃料电池的研究是必要且有意义的。
二、研究目的
本研究的目的是设计和优化被动式微型直接甲醇燃料电池，解决传统μ-DMFC存在的问题，提高其性能和可靠性。
三、研究内容
1.分析现有μ-DMFC的问题：对传统微型直接甲醇燃料电池的低使用寿命、甲醇透漏和催化剂失活问题进行深入分析，探索产生问题的原因和机理。
2.设计被动式微型直接甲醇燃料电池：基于分析结果，设计并制备新型的被动式μ-DMFC，优化结构和材料组成，降低甲醇透漏和催化剂失活风险。
3.优化反应器结构：通过改进微型直接甲醇燃料电池的反应器结构，提高反应过程的效率，优化甲醇氧化和氧还原反应的活性。
4.研究甲醇供应方式：研究不同的甲醇供应方式，如被动式供应和活性式供应，评估其对μ-DMFC性能的影响。
5.评估电池性能：通过实验测试和数值模拟，评估被动式微型直接甲醇燃料电池的性能和可靠性，比较其与传统微型直接甲醇燃料电池的差异。
6.研究电池的寿命和稳定性：通过长期稳定运行实验，研究被动式μ-DMFC的使用寿命和稳定性，发现和解决可能存在的问题。
四、研究方法
1.实验研究：设计和制备被动式微型直接甲醇燃料电池样品，进行性能和稳定性的实验测试，分析结果，得出结论。
2.数值模拟：使用数值模拟方法，模拟被动式μ-DMFC的工作机理和性能，预测优化方案的效果和结果。
3.数据分析与处理：对实验数据和模拟结果进行统计学分析、图表绘制和结论总结。
五、进度安排
第一年：
1.研究现有μ-DMFC的问题，并进行深入分析，确定被动式μ-DMFC设计的关键因素。
2.开展被动式μ-DMFC的设计和制备工作，进行性能测试。
3.进行甲醇供应方式的研究和优化。
第二年：
1.优化反应器结构，提高μ-DMFC的反应效率。
2.分析被动式μ-DMFC的性能和稳定性，与传统μ-DMFC进行比较。
3.进行长期运行实验，研究电池的寿命和稳定性。
第三年：
1.分析实验结果和数值模拟结果，得出结论，撰写论文。
2.进行论文修改和完善，准备答辩。
六、预期成果
1.发表两篇SCI收录论文，展示被动式微型直接甲醇燃料电池的设计和性能优化结果。
2.完成论文答辩，并取得学位。
七、经费预算
本研究需要的经费主要用于实验材料采购、设备维护和实验费用等方面，估计总经费为30万人民币。
八、参考文献
[1]Wang,Y.,Shao,Y.,Yin,G.,&Gao,Y.(2011).Directmethanolfuelcells:challenges,researchactivities,andperspectives.ProgressinNaturalScience,21(3),167-182.
[2]Evitts,R.W.,Peng,X.K.,&Shao,L.(2016).Theapplicationofpassivedirectmethanolfuelcellsinportableelectronicdevices.ElectrochimicaActa,222,1166-1171.
[3]Smirnova,A.L.,Bauri,R.,&Ntais,S.(2013).Nanostructuredcatalystsforlow-temperaturefuelcells:Newtrendsandchallenges.CriticalReviewsinSolidStateandMaterialsSciences,38(3),164-191.