[00981636]新型便携式电源直接甲醇燃料电池研制

直接甲醇燃料电池被公认为近年内会率先实现商业化的燃料电池。其关键材料中的技术瓶颈主要在于以下两个方面：1)甲醇燃料在所用质子交换膜(Nafion)中易于从阳极渗透至阴极，不仅造成了燃料的浪费，同时也在阴极形成混合电位导致了电池电位的下降，最终降低了电池的整体效率；2)甲醇在阳极电化学分解的中间产物(主要是CO)难于从阳极催化剂表面脱附，在操作过程中逐渐导致了阳极催化剂的衰减和失活现象。清华大学核能与新能源技术研究院针对以上问题进行了系统的研究：对关键材料质子交换膜中存在的甲醇渗透问题，提出用带取代基的杂环化合物作为质子交换膜材料，同时，采用将无机材料固定到杂环高分子网络中形成高离子传导性的新型网络型高分子固体电解质体系，形成了致密性好的膜材料，研制出了系列耐甲醇渗透质子交换膜，已达到国际前沿水平。对阳极催化剂的中毒问题，清华大学提出了采用络合剂保护、表面活性剂稳定的方法合成开发了新型的抗CO型催化剂，通过材料表征、电化学表征、电池综合应用等，研制出的系列抗中毒催化剂已达到了国际先进水平。对关键材料复合形成电池核心部件膜电极，清华大学成功开发了CCM方法，从而使单电池的功率密度达到国际领先水平。在此基础上，成功组装出三套直接甲醇燃料电池发电系统。该系统设计合理，运行稳定、可靠，技术路线和关键技术先进并具有自主知识产权，在国内处于领先水平。