直接甲醇燃料电池及其前景

应用科技直接甲醇燃料电池及其前景夏华丹(武汉商业服务学院机电工程系,湖北武汉430056)摘要直接甲醇然科电池①MFC因其体积小、能量密度大等优点已成为最具发展前景的燃料电池之一。本文以介绍燃料电池的历史,燃杆电池的种类,和直接甲醇然杆电池的工作原理为主,主要论逑了直接甲醇燃料电池的优势及其发展前景。而因直接甲醇燃料的优势,使其更多的使用于便携式设备中。[关键词]燃料电池;直接甲醇鱗料电池;原理;应用燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转燃料电池直接使用甲醇而无需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳和变为电能的发电装置。燃科电池有许多优点,由于它不受卡诺循环的氢,如同标准的质子交换膜燃料电池一样,之后氢再与氧反应。限制,与传统的能量转换系统相比能量转换效率高。它一般用氢作燃这种电池的期望工作温度为120°℃,略高于标准的质子交换膜燃料,氧气为氧化剂,而产物为水,因而对环境的污染很小。由于不同类料电池,效率大约是40%。其缺点是需要更多的白金催化剂。型的燃料电池在不同场合的应用,使燃料电池有着广泛的用途。24再生型燃料电池(RFC1燃科电池的历史再生型燃料电池技术相对较新,但全球有许多研究小组正在从事燃料电池的历史可以追溯到第19世纪英国法官和科学家 William这方面的研究。它与普通燃料电池的相同之处在于也用氢和氧来生Robert Grove爵士的工作。1839年, Grove所进行的电解作用实电、热和水。其不同之处是它还进行电解。燃料电池中生成的水再送回验—使用电将水分解成氢和氧—是人们后来称之为燃料电池的第到以太阳能为动力的电解池中,在那儿分解成氢和氧组分,然后这种组个装置。分再送回到燃料电池。这一技术目前仍有许多问题尚待解决,例如成本剑桥大学的工程师 Francis Thomas Bacon博士完成了燃料电池历以及进一步改进太阳能利用的稳定性等问题史的主要一章。1932年, Bacon博士发明了 Bacon电池,它也就是第3直接甲醇燃料电池的运作原理一个碱性燃料电池 alkaline fuelcell, AFC)。20世纪初期,飞机制造所调直接甲醇燃料电池( Direct Methanol Fuel Cell,它属于商 Pratt&Whitney获得 Bacon的碱性燃料电池专利执照。之后,这种子交换膜燃料电池 IPEMFC)中之一类,系直接使用液态甲醇为燃料碱性电池便用于大多数飞行任务。它能产生可饮用水作为副产品是使用供给来源,而不需透过重组器重组甲醇、汽油及天然气等再取出氢以燃料电池作为能源的另一好处。在整个20世纪的7080年代,人们供发电。相较于质子交换膜燃料电池( PEMFC,直接甲醇燃料电池大研究开发所需的材料,探紫最佳的燃料源,同时迅速降低燃料电池DMFC低温生电、燃料成分危险性低、生电结构简单等特性使直接技木的成本。直到20世纪90年代,一种廉价的,清洁的,可再生的甲酵燃料电池DMC成为便携式电子产品应用的主流。能源最终成为事实31直接甲醇燃杆电池的运作原理目前,许多公共设施都用了燃料电池,很多汽车公司也已经设计直接甲醇燃料电池含有阴阳两个电极,而两个电极之间由具有渗出燃料电池汽车。在北美和欧洲的许多城市,以燃料电池为动力的公共透性的薄膜所构成。离子交换膜为其电解质,薄膜的表面则涂有可以加车也已进入试用,。在今后的几十年中,鉴于人们对能源危机的担心,速反应的触媒。甲醇容液透过阳极进入燃料电池,氧气由阴极进入燃以及大耀使用石油燃料对坏境的破坏已受到愈来愈多人的关注,这必将料电池。经由触媒的作用使甲醇所含的氢原子 hydrogen}裂解成质促进燃料电池的发展。子 proton)与电子( electron,其中质子被氧吸引到薄膜的另2燃料电池的种类边,电子则经由外电路形成电流后到达阴极,与氧(O)形成水燃料电池依据其电解质的性质而分为不同的类型,每类燃料电池H2O)。需要特殊的材料和燃料,且用于其特殊的应用直接甲醇燃料电池DMFQ反应式如下21质子交换膜燃科电池PEMFC阳极反应:CHOH+HO→CO6H+6e该技术是 General Electric公司在20世纪50年代发明的,被阴极反应:3/2O+6H“+6e→3H2ONASA用来为其 Gemini空间项目提供动力。目前这种燃料电池被汽车电池反应:CHOH+3/2O2→CO+2HO公司用来取代原来使用的内燃机。工作理当然,要使该技术广泛应用仍需解决一系列的问题。其中制造成本是最主要的问题,因为膜材料和催化剂都十分昂贵。同时这种电池需要纯净的氢方能工作,因为它们极易受到一氧化碳和其它杂质的污染22碱性燃料电池(AFC)燃料电池技术中发展最快的一种要算是碱性燃料电池,主要为航空服务。从、言碱性燃料电池的设计与质子交换膜燃料电池的设计基本相似,但其使用的电解质为稳定的氢氧化钾基质或水溶液,而且电化学反应也稍有不同与羟基(OH从阴极移动到阳极与氬反应生成水和电子。这些电子为外部电路提供能量,然后回到阴极与氧和水反应生成更多的羟基32直接甲醇燃料电池与二次电池的比较中国煤化工电池如锂商子电池或镍氢碱性燃料电池启动很快,但其电力密度却比质子交换膜燃料电池科电池的理论能量密度是的密度大约低倍,在汽车中使用非常笨拙。不过,由于它们是燃料电CNMHG离子的310Wh都有较池中生产成本最低的一种,因而可用于小型的固定发电装置大优势。艻电再成的机制不同,燃料电池可以说是3直接甲醇然料电池①MFC能源转换器,只要持续供应燃科即可持续产生电力,不会有电力中断或直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变异,直接甲醇更换电池的现象261袢技瓜克接燃料电池与二次电池的比较案,是一种被动式燃料供给系统。通常,燃料电池将甲醇与水混合,再浓缩至原来的30%。经过了一系列耐用及可靠性测试,东芝打算进urs per Kt)步促使该技术的成熟以将DMFC集成到商业产品中从目前的技术水平看,DMFC的功率密度比氨氧燃料电池低,因1=1on此这类电池更适用于小型电器中,如移动电话、笔记本电脑等现在,国外的很多厂商都开始研究并着手于以此作为燃料。直接甲醇燃料电池ΦDMFC)由于使用液体甲醇作燃料,电池安全,系统简单,运行方便,具有很广阔的商业化前景。4小型直接甲醇燃料电池发展动向燃料电池的日益发展使它们正成为不断增加的移动电器的主要能[参考文献]1]刘建国衣宝廉魏昭彬直接甲醇燃料电池的原理、进展和主要技术源。微型燃料电池因其使用寿命长,重量轻和充电方便等优点,与常规题U电源技术20电池相比具有得天独厚的忧势2]唐水华颜伏伍李小毅向围直接甲醇燃料电池在汽车上的应用前景分如果要使燃料电池能在笔记本电脑,移动电话和摄录影机等设备析U节能与环保2005中应用,其工作温度,燃料的可用性,以及快速激活将成为人们考虑的内汪茂海邦航马重芳贾杰林刘口叶芳俞坚直接甲醇燃料电池动态性能的研充中国电机T程学报2005主要参数,目前大多数研究工作均集中在对低温质子交换膜燃料电池和{4胡西多轉志徐威于非谢晖碱性甲醇燃料电池阳极催化剂的研究直接甲醇燃料电池的改进。正如其名称所示,这些燃料电池以直接提供进展东党理工学院学报,2007的甲醇一水混合物为基础工作,不需要预先重整。例如东芝公司表示,其闪存播放器尺寸为23x75×10mm,充入5m浓缩甲醇能够支持大概35小时的音频播放;硬盘播放器尺寸较大为60×75x10mm,充入10m浓缩甲醇可支持多达60小时的音频东芝的DMC技术适用于小型燃料电池、采用浓缩甲醇解决方(上接第260页)xlsheetCellst1,1)='abc"给单元格1行驶列赋值以从SQL数据库直接输出。本系统采用从VB中输出成 EXCLE文件的Endif方法。系统中已事先做好一个与VB对应的 EXCLE文件,用户在用查3系统的扩展询方式打开需输出的项目后,点击输出,所需数据会以 EXCLE文件方本系统目前的功能设定在设备维护管理方面,其实他的功能实现式显示,再将文件另存到用户指定的目录中即可。而输出的程序如下:的方法在生产管理的各个方面都是可以应用的。而扩展的方法也并不困DimxlAppAs ExceLApplication'定义 EXCEL类难,只需在现有的系统中加入所需的页面窗口,而功能与原系统中的实DimxlBook As ExcelWorkbook'定义工件簿类现方式相识,开发难度也不大。所以根据生产的需要,本系统还有着很Dimxlsheet As ExcelWorksheet'定义工作表类大的扩展空间的Private Sub Command1cic'打开 EXCEL过程IfDirrDAtemplexcelbz)="Then判断 EXCEL是否打开SetxlApp= Create ObjectExceLApplication?创建 EXCEL应用xIApp Visib|e=True’设置 EXCEL可见虑期w程设计抛老电子工业钟x2et ibOok= xlApp Workbooks Open( DAtempbbxls打开12]刘文精通 Visual Basic60中文版北京电子工业出版社198EXCEL工作簿Setxlsheet= xlBook Worksheets打开 EXCEL工作表xlsheetActivate'激活工作表中国煤化工CNMHG202平糖