自呼吸式微型燃料电池阳极流场的优化设计与研究  被引量:1

Optimum Design and Study on the Anode Flow Field for Air-Breathing Micro Fuel Cells

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作  者:郑丹[1] 郭章飞[1] 李晨忱 马国仙[1] 董瑾[1] 郭强[1] 

机构地区:[1]上海应用技术学院化学与环境工程学院,上海200233 [2]中国石油辽阳石化分公司炼油厂,辽宁辽阳111003

出  处:《化学世界》2010年第11期641-645,共5页Chemical World

基  金:国家自然科学基金(60936003);上海应用技术学院基金项目(KJ2009-08)资助

摘  要:设计了点状、蛇形和点蛇混合三种微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC)阳极流场,模拟计算表明三种结构中点蛇混合结构更能有效协调燃料利用率与接触电阻之间的矛盾。利用微电子机械技术(MEMS)制备了两种点蛇混合阳极结构,组成自呼吸式电池。实验研究发现,当点蛇混合结构的集流条由2增加到4时,流道总长度增大约一倍,氢气在流道内的流速明显增加,电池的极限电流密度和峰值功率密度分别提高18.56%和15.26%,在100~500 mA恒电流放电下,可节省燃料平均达6.18%。Three types of anode structures,pin-type,serpentine-type and pin-serpentine mixed type,of air-breathing micro H_2/air proton exchange membrane fuel cell(μPEMFC) were designed.Simulation results indicate that the use of the mixed type field plate can conciliate the conflict between fuel utilization percent and contact resistance efficiently.Two types of mixed type anode field plate were fabricated using silicon micro-electromechanical system(MEMS) technology and were assembled with cathodes to form cells.When the current collecting rib of mixed type anode increased from 2 to 4,it doubled the total length of anode flow field;H_2 flow rate was markedly increased;the limiting current density and the peak power density were increased by 18.56% and 15.26%;it saved fuel by average 6.18% at discharging current of 100~500 mA.

关 键 词:阳极流场 微型质子交换膜燃料电池 结构设计 燃料利用率 MEMS技术 

分 类 号:TQ127.2[化学工程—无机化工]

 

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