應(yīng)用科技直接甲醇燃料電池及其前景夏華丹(武漢商業(yè)服務(wù)學(xué)院機(jī)電工程系,湖北武漢430056)摘要直接甲醇然科電池①M(fèi)FC因其體積小、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)已成為最具發(fā)展前景的燃料電池之一。本文以介紹燃料電池的歷史,燃桿電池的種類,和直接甲醇然桿電池的工作原理為主,主要論逑了直接甲醇燃料電池的優(yōu)勢(shì)及其發(fā)展前景。而因直接甲醇燃料的優(yōu)勢(shì),使其更多的使用于便攜式設(shè)備中。[關(guān)鍵詞]燃料電池;直接甲醇鱗料電池;原理;應(yīng)用燃料電池是一種將燃料與氧化劑的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)燃料電池直接使用甲醇而無(wú)需預(yù)先重整。甲醇在陽(yáng)極轉(zhuǎn)換成二氧化碳和變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。燃科電池有許多優(yōu)點(diǎn),由于它不受卡諾循環(huán)的氫,如同標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)子交換膜燃料電池一樣,之后氫再與氧反應(yīng)。限制,與傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相比能量轉(zhuǎn)換效率高。它一般用氫作燃這種電池的期望工作溫度為120°℃,略高于標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)子交換膜燃料,氧氣為氧化劑,而產(chǎn)物為水,因而對(duì)環(huán)境的污染很小。由于不同類料電池,效率大約是40%。其缺點(diǎn)是需要更多的白金催化劑。型的燃料電池在不同場(chǎng)合的應(yīng)用,使燃料電池有著廣泛的用途。24再生型燃料電池(RFC1燃科電池的歷史再生型燃料電池技術(shù)相對(duì)較新,但全球有許多研究小組正在從事燃料電池的歷史可以追溯到第19世紀(jì)英國(guó)法官和科學(xué)家 William這方面的研究。它與普通燃料電池的相同之處在于也用氫和氧來(lái)生Robert Grove爵士的工作。1839年, Grove所進(jìn)行的電解作用實(shí)電、熱和水。其不同之處是它還進(jìn)行電解。燃料電池中生成的水再送回驗(yàn)—使用電將水分解成氫和氧—是人們后來(lái)稱之為燃料電池的第到以太陽(yáng)能為動(dòng)力的電解池中,在那兒分解成氫和氧組分,然后這種組個(gè)裝置。分再送回到燃料電池。這一技術(shù)目前仍有許多問(wèn)題尚待解決,例如成本劍橋大學(xué)的工程師 Francis Thomas Bacon博士完成了燃料電池歷以及進(jìn)一步改進(jìn)太陽(yáng)能利用的穩(wěn)定性等問(wèn)題史的主要一章。1932年, Bacon博士發(fā)明了 Bacon電池,它也就是第3直接甲醇燃料電池的運(yùn)作原理一個(gè)堿性燃料電池 alkaline fuelcell, AFC)。20世紀(jì)初期,飛機(jī)制造所調(diào)直接甲醇燃料電池( Direct Methanol Fuel Cell,它屬于商 Pratt&Whitney獲得 Bacon的堿性燃料電池專利執(zhí)照。之后,這種子交換膜燃料電池 IPEMFC)中之一類,系直接使用液態(tài)甲醇為燃料堿性電池便用于大多數(shù)飛行任務(wù)。它能產(chǎn)生可飲用水作為副產(chǎn)品是使用供給來(lái)源,而不需透過(guò)重組器重組甲醇、汽油及天然氣等再取出氫以燃料電池作為能源的另一好處。在整個(gè)20世紀(jì)的7080年代,人們供發(fā)電。相較于質(zhì)子交換膜燃料電池( PEMFC,直接甲醇燃料電池大研究開發(fā)所需的材料,探紫最佳的燃料源,同時(shí)迅速降低燃料電池DMFC低溫生電、燃料成分危險(xiǎn)性低、生電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特性使直接技木的成本。直到20世紀(jì)90年代,一種廉價(jià)的,清潔的,可再生的甲酵燃料電池DMC成為便攜式電子產(chǎn)品應(yīng)用的主流。能源最終成為事實(shí)31直接甲醇燃桿電池的運(yùn)作原理目前,許多公共設(shè)施都用了燃料電池,很多汽車公司也已經(jīng)設(shè)計(jì)直接甲醇燃料電池含有陰陽(yáng)兩個(gè)電極,而兩個(gè)電極之間由具有滲出燃料電池汽車。在北美和歐洲的許多城市,以燃料電池為動(dòng)力的公共透性的薄膜所構(gòu)成。離子交換膜為其電解質(zhì),薄膜的表面則涂有可以加車也已進(jìn)入試用,。在今后的幾十年中,鑒于人們對(duì)能源危機(jī)的擔(dān)心,速反應(yīng)的觸媒。甲醇容液透過(guò)陽(yáng)極進(jìn)入燃料電池,氧氣由陰極進(jìn)入燃以及大耀使用石油燃料對(duì)壞境的破壞已受到愈來(lái)愈多人的關(guān)注,這必將料電池。經(jīng)由觸媒的作用使甲醇所含的氫原子 hydrogen}裂解成質(zhì)促進(jìn)燃料電池的發(fā)展。子 proton)與電子( electron,其中質(zhì)子被氧吸引到薄膜的另2燃料電池的種類邊,電子則經(jīng)由外電路形成電流后到達(dá)陰極,與氧(O)形成水燃料電池依據(jù)其電解質(zhì)的性質(zhì)而分為不同的類型,每類燃料電池H2O)。需要特殊的材料和燃料,且用于其特殊的應(yīng)用直接甲醇燃料電池DMFQ反應(yīng)式如下21質(zhì)子交換膜燃科電池PEMFC陽(yáng)極反應(yīng):CHOH+HO→CO6H+6e該技術(shù)是 General Electric公司在20世紀(jì)50年代發(fā)明的,被陰極反應(yīng):3/2O+6H“+6e→3H2ONASA用來(lái)為其 Gemini空間項(xiàng)目提供動(dòng)力。目前這種燃料電池被汽車電池反應(yīng):CHOH+3/2O2→CO+2HO公司用來(lái)取代原來(lái)使用的內(nèi)燃機(jī)。工作理當(dāng)然,要使該技術(shù)廣泛應(yīng)用仍需解決一系列的問(wèn)題。其中制造成本是最主要的問(wèn)題,因?yàn)槟げ牧虾痛呋瘎┒际职嘿F。同時(shí)這種電池需要純凈的氫方能工作,因?yàn)樗鼈儤O易受到一氧化碳和其它雜質(zhì)的污染22堿性燃料電池(AFC)燃料電池技術(shù)中發(fā)展最快的一種要算是堿性燃料電池,主要為航空服務(wù)。從、言堿性燃料電池的設(shè)計(jì)與質(zhì)子交換膜燃料電池的設(shè)計(jì)基本相似,但其使用的電解質(zhì)為穩(wěn)定的氫氧化鉀基質(zhì)或水溶液,而且電化學(xué)反應(yīng)也稍有不同與羥基(OH從陰極移動(dòng)到陽(yáng)極與氬反應(yīng)生成水和電子。這些電子為外部電路提供能量,然后回到陰極與氧和水反應(yīng)生成更多的羥基32直接甲醇燃料電池與二次電池的比較中國(guó)煤化工電池如鋰商子電池或鎳氫堿性燃料電池啟動(dòng)很快,但其電力密度卻比質(zhì)子交換膜燃料電池科電池的理論能量密度是的密度大約低倍,在汽車中使用非常笨拙。不過(guò),由于它們是燃料電CNMHG離子的310Wh都有較池中生產(chǎn)成本最低的一種,因而可用于小型的固定發(fā)電裝置大優(yōu)勢(shì)。艻電再成的機(jī)制不同,燃料電池可以說(shuō)是3直接甲醇然料電池①M(fèi)FC能源轉(zhuǎn)換器,只要持續(xù)供應(yīng)燃科即可持續(xù)產(chǎn)生電力,不會(huì)有電力中斷或直接甲醇燃料電池是質(zhì)子交換膜燃料電池的一種變異,直接甲醇更換電池的現(xiàn)象261袢技瓜克接燃料電池與二次電池的比較案,是一種被動(dòng)式燃料供給系統(tǒng)。通常,燃料電池將甲醇與水混合,再濃縮至原來(lái)的30%。經(jīng)過(guò)了一系列耐用及可靠性測(cè)試,東芝打算進(jìn)urs per Kt)步促使該技術(shù)的成熟以將DMFC集成到商業(yè)產(chǎn)品中從目前的技術(shù)水平看,DMFC的功率密度比氨氧燃料電池低,因1=1on此這類電池更適用于小型電器中,如移動(dòng)電話、筆記本電腦等現(xiàn)在,國(guó)外的很多廠商都開始研究并著手于以此作為燃料。直接甲醇燃料電池ΦDMFC)由于使用液體甲醇作燃料,電池安全,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,運(yùn)行方便,具有很廣闊的商業(yè)化前景。4小型直接甲醇燃料電池發(fā)展動(dòng)向燃料電池的日益發(fā)展使它們正成為不斷增加的移動(dòng)電器的主要能[參考文獻(xiàn)]1]劉建國(guó)衣寶廉魏昭彬直接甲醇燃料電池的原理、進(jìn)展和主要技術(shù)源。微型燃料電池因其使用壽命長(zhǎng),重量輕和充電方便等優(yōu)點(diǎn),與常規(guī)題U電源技術(shù)20電池相比具有得天獨(dú)厚的憂勢(shì)2]唐水華顏伏伍李小毅向圍直接甲醇燃料電池在汽車上的應(yīng)用前景分如果要使燃料電池能在筆記本電腦,移動(dòng)電話和攝錄影機(jī)等設(shè)備析U節(jié)能與環(huán)保2005中應(yīng)用,其工作溫度,燃料的可用性,以及快速激活將成為人們考慮的內(nèi)汪茂海邦航馬重芳賈杰林劉口葉芳俞堅(jiān)直接甲醇燃料電池動(dòng)態(tài)性能的研充中國(guó)電機(jī)T程學(xué)報(bào)2005主要參數(shù),目前大多數(shù)研究工作均集中在對(duì)低溫質(zhì)子交換膜燃料電池和{4胡西多轉(zhuǎn)志徐威于非謝暉堿性甲醇燃料電池陽(yáng)極催化劑的研究直接甲醇燃料電池的改進(jìn)。正如其名稱所示,這些燃料電池以直接提供進(jìn)展東黨理工學(xué)院學(xué)報(bào),2007的甲醇一水混合物為基礎(chǔ)工作,不需要預(yù)先重整。例如東芝公司表示,其閃存播放器尺寸為23x75×10mm,充入5m濃縮甲醇能夠支持大概35小時(shí)的音頻播放;硬盤播放器尺寸較大為60×75x10mm,充入10m濃縮甲醇可支持多達(dá)60小時(shí)的音頻東芝的DMC技術(shù)適用于小型燃料電池、采用濃縮甲醇解決方(上接第260頁(yè))xlsheetCellst1,1)='abc"給單元格1行駛列賦值以從SQL數(shù)據(jù)庫(kù)直接輸出。本系統(tǒng)采用從VB中輸出成 EXCLE文件的Endif方法。系統(tǒng)中已事先做好一個(gè)與VB對(duì)應(yīng)的 EXCLE文件,用戶在用查3系統(tǒng)的擴(kuò)展詢方式打開需輸出的項(xiàng)目后,點(diǎn)擊輸出,所需數(shù)據(jù)會(huì)以 EXCLE文件方本系統(tǒng)目前的功能設(shè)定在設(shè)備維護(hù)管理方面,其實(shí)他的功能實(shí)現(xiàn)式顯示,再將文件另存到用戶指定的目錄中即可。而輸出的程序如下:的方法在生產(chǎn)管理的各個(gè)方面都是可以應(yīng)用的。而擴(kuò)展的方法也并不困DimxlAppAs ExceLApplication'定義 EXCEL類難,只需在現(xiàn)有的系統(tǒng)中加入所需的頁(yè)面窗口,而功能與原系統(tǒng)中的實(shí)DimxlBook As ExcelWorkbook'定義工件簿類現(xiàn)方式相識(shí),開發(fā)難度也不大。所以根據(jù)生產(chǎn)的需要,本系統(tǒng)還有著很Dimxlsheet As ExcelWorksheet'定義工作表類大的擴(kuò)展空間的Private Sub Command1cic'打開 EXCEL過(guò)程IfDirrDAtemplexcelbz)="Then判斷 EXCEL是否打開SetxlApp= Create ObjectExceLApplication?創(chuàng)建 EXCEL應(yīng)用xIApp Visib|e=True’設(shè)置 EXCEL可見慮期w程設(shè)計(jì)拋老電子工業(yè)鐘x2et ibOok= xlApp Workbooks Open( DAtempbbxls打開12]劉文精通 Visual Basic60中文版北京電子工業(yè)出版社198EXCEL工作簿Setxlsheet= xlBook Worksheets打開 EXCEL工作表xlsheetActivate'激活工作表中國(guó)煤化工CNMHG202平糖