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制約DMFC燃料電池發展的四個問題

點擊數:534發佈日期:2020-04-16

  DMFC燃料電池其實就是直接甲醇燃料電池,與其它的燃料電池相比,其在很多方面都有更爲明顯的優勢。但即便是這樣,相較於很多其它類型的燃料電池拉說,其發展速度也是比較緩慢的,尤其是在應用上有很多制約。之所以其發展受到制約,主要是因爲下面這四個方面的問題:

  制約問題一:甲醇的電化學活性比氫至少低3個數量級,對催化劑的效率要求很高。

  DMFC燃料電池的行業化應用,需要尋求高效的催化劑,提高DMFC的效率。要知道甲醇的電化學活性比氫至少低3個數量級,因而直接甲醇燃料電池的應用,必須要解決好尋求高效的甲醇陽極電催化氧化的電催化劑這個關鍵問題。以此來提高甲醇陽極氧化的速度,減少陽極的極化損失,使交換電流密度至少應大於10-5A•cm-2

  制約問題二:甲醇及中間產物(如CO等)會使催化劑中毒

  由於甲醇在陽極氧化過程中所生成的中間產物(類似CO的中間產物)會使鉑中毒,所以DMFC燃料電池大都使用具有一定抗CO中毒性能的鉑-釕催化劑。爲了提高甲醇陽極氧化的速度,開發中的有鉑-釘或其他貴金屬與過渡金屬等所構成的多元電催化劑,新的催化劑應使電池運行千小時的電壓降少於10mV。

  制約問題三:甲醇會從陽極向陰極轉移。

  甲醇從陽極向陰極轉移陽極的甲醇可通過離子交換膜向陰極滲透,在氫氧質子交換膜燃料電池中廣泛採用的Nation膜具有較高的甲醇滲透率。甲醇通過離子交換膜向陰極的滲透,在會降低甲醇利用率的同時也會造成氧電極極化的大幅度增加,從而降低電池的性能。這方面問題的存在,DMFC燃料電池的應用,就需要開發能夠大幅度降低甲醇滲透率的質子交換膜。

  制約問題四:滲透到陰極的甲醇造成氧電機的極化。

  滲透到陰極的甲醇造成氧電機的極化,這需要尋找對甲醇呈惰性的陰極氧還原催化劑,這樣才能在降低這方面不良影響的情況下,使得DMFC燃料電池的商業化應用很好地實現。