环境对自呼吸式MEMS微型H_2/空气质子交换膜燃料电池的影响
来源期刊：功能材料与器件学报2009年第5期
论文作者：郑丹 姜伟 夏保佳 张鲲 张熙贵
关键词：微型质子交换膜燃料电池; 自呼吸阴极; 自然对流; MEMS技术; Micro Proton Exchange Membrane Fuel Cell ( PEMFC); Air-breathing cathode; Natural convection; MEMS technology;
摘 要：利用MEMS技术制备了一种自呼吸式微质子交换膜燃料电池(PEMFC),阳极采用点蛇混合结构,阴极采用双层镂空微流场结构,阴极靠近膜电极侧微孔尺寸从5～50 m不等.鉴于自呼吸式电池的性能受环境的影响很大,本文着重研究了环境湿度和温度对电池性能的影响.结果表明阴极微孔尺寸为11 m和15 m的电池孔径适度,在环境20℃、30%-70%RH时两电池的极限电流密度(J_(max))和峰值功率密度(P_(max))均表现出较高值,性能良好;阴极微孔尺寸为11 m的电池在空气维持50%RH下,温度由10℃升到40℃时P_(max)逐渐增大,增幅达14.9%;若不维持空气湿度而改变温度,则温度由10℃升高到40℃时P_(max)先增大后减小,20℃时达最大.
郑丹1，姜伟3，夏保佳3，张鲲3，张熙贵3
(1.上海应用技术学院化学工程系,上海200233;
2.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050;
3.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海,200050)
摘要:利用MEMS技术制备了一种自呼吸式微质子交换膜燃料电池(PEMFC),阳极采用点蛇混合结构,阴极采用双层镂空微流场结构,阴极靠近膜电极侧微孔尺寸从5～50 m不等.鉴于自呼吸式电池的性能受环境的影响很大,本文着重研究了环境湿度和温度对电池性能的影响.结果表明阴极微孔尺寸为11 m和15 m的电池孔径适度,在环境20℃、30%-70%RH时两电池的极限电流密度(J_(max))和峰值功率密度(P_(max))均表现出较高值,性能良好;阴极微孔尺寸为11 m的电池在空气维持50%RH下,温度由10℃升到40℃时P_(max)逐渐增大,增幅达14.9%;若不维持空气湿度而改变温度,则温度由10℃升高到40℃时P_(max)先增大后减小,20℃时达最大.
关键词:微型质子交换膜燃料电池; 自呼吸阴极; 自然对流; MEMS技术; Micro Proton Exchange Membrane Fuel Cell ( PEMFC); Air-breathing cathode; Natural convection; MEMS technology;
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