邓博文
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叶丁丁
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朱恂
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李俊
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廖强
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张彪
工程热物理学报
本文对三维阳极自呼吸微流体燃料电池进行了结构改进,缩短了微通道长度,减小了阴阳极间距,去除了隔离棒,利用阴极附近电解液的快速流动来减轻燃料渗透;研究了该电池的性能特性,考察了电解液浓度、甲酸浓度和反应物流量对电池性能的影响.实验结果表明,该电池性能随电解液及甲酸浓度的升高均先上升后下降,随反应物流量的升高先增加后趋于稳定.当电解液浓度为1.0 mol·L-1、甲酸浓度为0.5 mol·L-1、反应物流量为300μL·min-1时,电池的最高功率密度可达44.6 mW·cm-3,比相同体积、相同阳极有效面积的同类电池提高了107％,电池性能得到有效强化.
关键词:
微流体燃料电池
,
空气阴极
,
三维阳极
,
无隔离棒
张彪
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叶丁丁
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朱恂
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李俊
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廖强
工程热物理学报
自呼吸微流体燃料电池是很有前景的新型微型电源,目前其性能的主要限制因素是阳极燃料传质.本文构建了具有三维顺排阳极的自呼吸微流体燃料电池,利用圆柱形阳极在流道中容积式的分布增大反应面积,强化燃料传输.本文研究了燃料浓度和反应物流量对电池性能的影响,并对流道中的两相流动进行了可视化观察.实验结果表明:随燃料浓度或反应物流量的增加,电池性能先升高后降低;产生的CO2气泡能够被限制在阳极电极和隔离棒中,减小了其对阴极侧电解液流动的扰动;气泡会在隔离棒之间聚并形成气膜,气膜周期性形成和排出的动态行为对电池的放电性能具有较大影响.
关键词:
微流体燃料电池
,
无膜燃料电池
,
自呼吸阴极
,
顺排阳极
,
传质
叶丁丁
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张彪
,
杨扬
,
周劲
,
李俊
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朱恂
,
廖强
工程热物理学报
微流体燃料电池去除了质子交换膜,避免了膜退化、水管理等问题,是微型燃料电池领域新的研究热点。本文构建了具有可渗透阳极和空气自呼吸阴极的微流体燃料电池,采用甲酸溶液作为燃料对其性能特性进行了实验研究。结果表明：具有可渗透阳极的自呼吸微流体燃料电池性能随燃料浓度或流量的增加先升高后下降,随电解液浓度的增加而升高;阳极侧反应产生的CO_2气泡对自呼吸微流体燃料电池的性能和燃料利用率的影响较大,适当提高燃料流量有利于气泡的排除。
关键词:
微流体燃料电池
,
自呼吸
,
可渗透阳极
,
传质
