[发明专利]基于金属极板的自呼吸直接甲醇燃料电池系统与制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明属于质子交换膜燃料电池领域，具体涉及一种基于金属极板的自呼吸式直接甲醇燃料电池系统结构和制作方法。

(二)背景技术

一个液体进料燃料电池系统的实施例是直接氧化燃料电池系统，更具体的说，是一种直接甲醇燃料电池系统，(DMFC系统)。在DMFC系统中，以含水溶液存在的甲醇被用作液体燃料，优选来自室外空气用作氧化剂。在直接甲醇燃料电池中有两种基本反应，以使燃料电池系统提供电能给耗能的设备，所述由甲醇和水组成的燃料混合物在阳极分离为CO2，质子和电子；质子，电子和氧气在阴极结合为水。为了这些反应持续的进行，燃料电池必须供应足够的燃料以确保电能的产生。此外，如果燃料电池被用在便携式电子设备中，燃料的输送系统要以连续的方式根据所需的进液速度来输送液体燃料，最好是没有方向性。

燃料电池具有突出的优点：1.高效性：燃料电池按电化学原理等温地直接将化学能转化为电能；2.环境友好：当燃料电池以富氢气体为燃料时，富氢气体是通过矿物燃料来制取的；3.结构简单：燃料电池具有组装式结构，不需要很多辅机和设施，电池的输出功率由单电池性能、电池面积和单电池数目决定，电池组内部呈现自然的积木化结构，可任意堆积成大功率电站；4.燃料来源广：燃料电池可以使用多种多样的初级燃料，如天然气、煤气、甲醇、乙醇、汽油，也可使用发电厂不宜使用的低质燃料，如褐煤、废木、废纸、甚至城市垃圾，但需经专门装置对他们重整制取；5.负载特性好：常规的热机在全负荷运行时效率最高，而负载减小时效率迅速减小；燃料电池的发电效率在负载较小时更高，既受负载变化的影响较小，这非常适合分散性发电装置；6.可靠性高：燃料电池的运行高度可靠，可作为各种应急电源和不间断电源使用；7.无噪声：燃料电池按电化学原理工作，运动部件很少。因此它工作时安静，噪声很低。由于燃料电池技术具有这些突出的优越性，其研究与开发备受各国政府与公司的青睐，被认为是21世纪首选的、清洁的、高效的发电装置。特别的，直接甲醇燃料电池具有低污染、高效率、燃料补充方便且安全性高，结构简单、质量轻、体积小、比能量密度高、容易操作等优势，所以它成为了微型武器系统、便携式军用电子设备、移动数码产品等的理想动力源。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种具有低污染、高效率、燃料补充方便且安全性高，结构简单、质量轻、体积小、比能量密度高、容易操作等优点的基于金属极板的自呼吸直接甲醇燃料电池系统。

本发明的目的是这样实现的：直接甲醇燃料电池系统，包括：燃料电池主体，包括一组直接甲醇燃料电池单体，每个燃料电池单体包括一个具有电解质膜的膜电极组件以及位于膜电极两侧相应位置上的电池的阴极和阳极；燃料供应单元，用于为电池组提供均匀流速的燃料，满足电池组工作时所需要的燃料消耗；燃料分流装置，用于将燃料供应单元中的燃料以并行输出的方式平均的分配到每一组直接甲醇燃料电池中。