对微型质子交换膜燃料电池的研究

　　作为一次、二次电池的替代品，徽型燃料电池系统有很多潜在的优势和应用需求，但是其实际应用也同样面临许多技术挑战和困难，特别是要获得高比功率更为重要。众所周知，流场板是然料电池中起集流导电、支持MEA和分散反应剂的极为重要的非活性部件。

　　传统然料电池极板材料一般采用的是金属、石墨或石墨/聚合物复合材料，存在质量重、体积大等问题，`不利于提高然料电池比功率。而陶瓷材料的高强度、低密度的特性很好的解决了上述问题。

　　本文应用激光加工技术在肉瓷板上加工精细流场，作为微型质子交换膜燃料电池的流场板，组装成电池，测试了其电化学性能。

　　质子交换膜燃料电池的原理性结构可以筒单理解为压力作用下的、带有流道的氮、载流场板将膜电极封压其间而构成的一个“三明治式”发电装！复气等流体可以在流道内自由琉导，而反应电子则通过膜电极与流场板接触面进行传抢。当玩通过流场疏导扩散进入到膜电极氮电极一侧时，在电催化剂的催化作用下分解成质子，同时释放出电子。质子通过质子交换膜传递到氧电极三相界面区，而电子在电场力作用下由外电路到达那里。质子、载气、电子在阴极催化剂的催化作用下生成水，从而完成整个电池过程。

　　陶瓷基采取传统的“双极式”电池结构，由阴、阳极流场板和膜电极构成。流场板是电池内最重要的非活性部件，具有集流、导电和支撑膜电极的功能，是反应活性物质进入到电池内部的通道。为了实现电池体积微小化，其阴极采用自呼吸“工作方式，即电池阴极直接幕皿在空气中，利用扩散作用直接从空气中获得氧气，供燃料电池发电使用。

　　因此，阴极流场板采用楼空式沟枪结构，其上的通孔是氧气和产物水蒸汽的自由进出阴极的通道；阳极流场板的采用“蛇形”流场结构。