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制约DMFC燃料电池发展的四个问题

点击数:1013发布日期:2020-04-16

  DMFC燃料电池其实就是直接甲醇燃料电池,与其它的燃料电池相比,其在很多方面都有更为明显的优势。但即便是这样,相较于很多其它类型的燃料电池拉说,其发展速度也是比较缓慢的,尤其是在应用上有很多制约。之所以其发展受到制约,主要是因为下面这四个方面的问题:

  制约问题一:甲醇的电化学活性比氢至少低3个数量级,对催化剂的效率要求很高。

  DMFC燃料电池的行业化应用,需要寻求高效的催化剂,提高DMFC的效率。要知道甲醇的电化学活性比氢至少低3个数量级,因而直接甲醇燃料电池的应用,必须要解决好寻求高效的甲醇阳极电催化氧化的电催化剂这个关键问题。以此来提高甲醇阳极氧化的速度,减少阳极的极化损失,使交换电流密度至少应大于10-5A?cm-2

  制约问题二:甲醇及中间产物(如CO等)会使催化剂中毒

  由于甲醇在阳极氧化过程中所生成的中间产物(类似CO的中间产物)会使铂中毒,所以DMFC燃料电池大都使用具有一定抗CO中毒性能的铂-钌催化剂。为了提高甲醇阳极氧化的速度,开发中的有铂-钉或其他贵金属与过渡金属等所构成的多元电催化剂,新的催化剂应使电池运行千小时的电压降少于10mV。

  制约问题三:甲醇会从阳极向阴极转移。

  甲醇从阳极向阴极转移阳极的甲醇可通过离子交换膜向阴极渗透,在氢氧质子交换膜燃料电池中广泛采用的Nation膜具有较高的甲醇渗透率。甲醇通过离子交换膜向阴极的渗透,在会降低甲醇利用率的同时也会造成氧电极极化的大幅度增加,从而降低电池的性能。这方面问题的存在,DMFC燃料电池的应用,就需要开发能够大幅度降低甲醇渗透率的质子交换膜。

  制约问题四:渗透到阴极的甲醇造成氧电机的极化。

  渗透到阴极的甲醇造成氧电机的极化,这需要寻找对甲醇呈惰性的阴极氧还原催化剂,这样才能在降低这方面不良影响的情况下,使得DMFC燃料电池的商业化应用很好地实现。

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