哈工大微电子开题报告课件.ppt

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1、研究生论文开题被动式微型燃料电池阳极自适应设计与实现导师：张宇峰教授学生：付文婷2013.07.10主要内容主要内容及研究方案可能存在的问题及解决方法进度安排论文背景及研究目的和意义国内外研究现状完成课题已具备和所需要的条件经费论文背景及研究的目的和意义本课题来源于国家自然科学基金。基金号：61076105和61176109微小型直接甲醇燃料电池（µDMFC）由于具有能量密度高、操作简单、启动速度快、环保清洁等优点，能有效解决目前限制微小型电子器件发展的供能问题，具有广阔的应用前景。被动式不需要外界有源的辅助设备供给燃料，利用扩散和自然对流对电池进

2、行供料，有利于手机、笔记本电脑等便携式用电设备的集成，并且能有效的提高体积能量密度。工作原理AnodeCathodeOverall阳极阴极MEAMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMetha

3、nolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2OMethanolCO2e-H+O2H2O直接

4、甲醇燃料电池（DMFC）基本结构主要由阳极极板、膜电极（MEA）和阴极极板组成，其中MEA由扩散层、催化层和质子交换膜（PEM）组成。甲醇溶液+CO2O2（空气）+水主要内容本论文主要内容对提高甲醇工作性能进行设计对被动式直接甲醇燃料电池性能测试被动式甲醇燃料电池的国内外研究论文背景及研究目的和意义国内外研究现状国内外应用概况军用方面三星研制的军用电池民用方面应用于iphone的燃料电池新加坡销售的燃料电池日本KDDI公司研制的燃料手机电池东芝的折叠式超薄手机燃料电池科研方面直径只有3mm的燃料电池打火机大小的燃料装备Gholami等人研究了极流板

5、对被动式燃料电池的性能的影响和CO2气体的运动特性。当阳极采用开孔率为53.76%的非均匀平行流场时，供给浓度为4mol/L时达到最大功率密度20mW/cm2。Torres等人采用体硅工艺，性能可达9mW/cm2是硅基被动式的较高水平。Chan等人采用线切割加工技术，不锈钢表面溅射Pt进行防腐蚀处理。性能可达8.5mW/cm2。Weinmueller等人采用硅基底，SU-8作为基电极，沉积Au作为电流收集层。然而性能较低。被动式微型直接甲醇燃料电池研究现状被动式微型直接甲醇燃料电池阳极供给方式研究现状用低浓度甲醇溶液进行阳极供给用高浓度甲醇溶液进行

6、阳极供给通过甲醇汽化对阳极甲醇溶液进行供给利用毛细材料对阳极甲醇溶液进行供给研究单位、人员研究年份甲醇浓度功率密度(mW/cm2)温度℃燃料供给形式主要研究内容Song20073M————50-70℃液体通过计算水传质系数和甲醇效率得出被动式DMFC的水渗透能力。Xu20071-4M110（2M）30、50、70℃液体研究气体扩散层材质、膜厚、电流密度、温度、甲醇浓度和CO2气体流速对电池性能的影响。Jewett20071-5M25（3M）室温下液体在直接甲醇燃料电池的阴极多加一层气体扩散层来提高水管理。Zhao20070.25、1M————75℃

7、液体设计一种新的流场来提高脊下传质和提高甲醇均匀通过气体扩散层。Xu20102-4M50（3M）室温液体基于不同电流下的电池放电情况精确计算被动式DMFC的甲醇和水渗透情况。国内外低浓度甲醇供给对比研究单位、人员研究年份甲醇浓度功率密度（mW/cm2）温度℃燃料供给形式主要研究内容Wu2011纯甲醇70（60℃）30、45、60蒸汽研究了MEA膜电极的设计参数和在性能较好的MEA膜电极下水从阴极到阳极的传质。Wang20111-8M12.5（7M）室温液体设计出由平行流场和点状流场组合而成的阴极流场。Kang20121-8M78(8M)60℃液体采

8、用阳极憎水微孔层来降低甲醇渗透。He20128M,16M,纯甲醇18(纯甲醇)室温液体介绍阳极甲醇阻挡层的影响和阴极水管理