质子交换膜燃料电池扩散层电阻的实验研究

气体扩散层是质子交换膜燃料电池的重要组件,其与极板之间的接触电阻是燃料电池内阻的重要组成部分,也是导致燃料电池功率损失的重要因素。为了得到扩散层与极板间接触电阻以及扩散层本体电阻,首先在扩散层试样表面溅射厚度为50nm的金属铜,再在实验室搭建的燃料电池压力-位移测试平台上用四点法测得试样的总电阻,而后用斜率-截距法分离了气体扩散层本体电阻和其与极板的接触电阻,计算出了相应的电阻率,得到了压力和接触电阻之间的关系。结果表明,接触电阻随着接触面压强的增大而减小,接触电阻率和接触压强关系满足经验公式ρ=43.39P-0.725。

微型直接甲醇燃料电池的三维数值模拟研究

运用计算流体力学软件COMSOL^(TM)建立了微型直接甲醇燃料电池(μDMFC)三维数值模型,并用MEMS工艺制作电池进行实验验证。模型耦合了连续性方程、电化学反应方程和动量方程等。通过对模型求解,输出了平均电流密度和电压等参数。分析了扩散层和催化层结构参数对电池性能的影响,结果表明:过厚的催化层对电池性能提升并无太大帮助,在增大电催化剂Pt担量前提下应尽量减小催化层厚度。