微型燃料電池被動(dòng)式的集成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著社會(huì)的進(jìn)步,各類(lèi)電子設(shè)備均在向小型化與便攜式的方向發(fā)展,為了解決供電問(wèn)題,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且能量密度高的新型電源需求大增。而直接甲醇燃料電池可以將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能,同時(shí)它沒(méi)有污染、轉(zhuǎn)化效率高、可以隨時(shí)補(bǔ)充燃料且安全性高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活、方便攜帶、能量密度高,使其成為替代傳統(tǒng)電源的理想選擇。
　　本文通過(guò)對(duì)目前主流電池組的調(diào)研與分析,設(shè)計(jì)了一種優(yōu)于目前各種結(jié)構(gòu)的被動(dòng)式直接甲醇燃料電池組結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)由4節(jié)單池和一個(gè)公共腔組成,這樣既可以

2、保證4節(jié)單池同時(shí)完成反應(yīng),又可以使4節(jié)單池溫度比較平均,以免由于燃料與溫度的不統(tǒng)一導(dǎo)致各個(gè)單池反應(yīng)速度與性能不平均而產(chǎn)生穩(wěn)定性極差的現(xiàn)象,再者,通過(guò)合理的輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以根據(jù)電子設(shè)備的需要將多節(jié)組裝,以滿(mǎn)足不同電子設(shè)備實(shí)際應(yīng)用中的需求。
　　本文首先對(duì)主流被動(dòng)式直接甲醇燃料電池組結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)研與分析,并根據(jù)目前電子設(shè)備的需要,設(shè)計(jì)了電池組結(jié)構(gòu),為了便捷組裝,還為其設(shè)計(jì)了輔助器件,然后通過(guò)COMSOLMultiphysics耦合仿

3、真軟件對(duì)設(shè)計(jì)的電池組結(jié)構(gòu)進(jìn)行了部分仿真,選擇了最佳器件結(jié)構(gòu),驗(yàn)證了其在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。當(dāng)裝配器件按照需要經(jīng)過(guò)加工處理后,組裝出了被動(dòng)式直接甲醇燃料電池組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。其核心面積為18.4cm2,整體儲(chǔ)液腔體積為10.856mL,對(duì)其最佳應(yīng)用濃度、穩(wěn)定性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與測(cè)試,并運(yùn)用輔助器件將多節(jié)單池串聯(lián),進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,該結(jié)構(gòu)電池組無(wú)論性能還是實(shí)用程度要優(yōu)于其他電池組,而且有相對(duì)較穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)響應(yīng),可應(yīng)用于多種電子設(shè)備,并