质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)Р质子交换膜燃料电池系采用全氟磺酸质子交换膜作电解质,可在常温80℃工作。燃料直接使用氢或直接使用甲醇。PEMFC具有高功率密度、高能量转换效率、低温启动、环境友好等优点。近期发展很快,适合于作电动汽车电源。 Р6.直接甲醇燃料电池( Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)Р直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种,其膜电极组件MEA基本上跟PEMFC相同,只是使用的燃料有所不同:DMFC使用的是液态甲醇,PEMFC使用的是气态氢。该电池的成流反应是:Р Р电池工作时,甲醇被输送到阳极室,在阳极上被氧化为CO2,同时生成6个质子和6个电子;电子经外电路由阳极到达阴极,质子经质子交换膜由阳极到达阴极。氧气在阴极上与到达阴极的质子和电子结合生成水。电子通过外电路做功。Р 根据参与电池反应的物质的热力学数据可以计算出,在标准状况下,DMFC的电动势达到1.21V,能量转换效率高到97%。但由于在实际使用时电极极化和欧姆压降较大,电池的输出电压和能量转换效率都较理论小很多。Р 虽然由甲醇重整制氢作为PEMFC氢源的电动汽车已经开发了不少,但作为车用动力源的直接甲醇燃料电池还研制得较少。虽然克莱斯勒公司曾开发出DMFC电动汽车样车,但它的最高时速只有 35km/h,续行里程也只有15km。2003年雅马哈发动机公司试制出DMFC摩托车,功率为500W,重20kg,间歇运转时间1000h。虽然如此,但DMFC作为小型仪器用电源却得到了很快发展。例如,杜邦和英国的CMR燃料电池公司已生产出直接甲醇燃料电池的样机,其大小为目前用于便携式电子设备的标准电池的1/10,成本为1/5。这种燃料电池的工作时间,比笔记本电脑和其他电子设备中的常规电池要长4倍。
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