基于石墨烯气凝胶的高比能量被动式微型直接甲醇燃料电池研究

项目名称： 基于石墨烯气凝胶的高比能量被动式微型直接甲醇燃料电池研究

项目编号： No.61404037

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 张雪林

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 作为MEMS微能源领域的研究热点，被动式微型直接甲醇燃料电池（μDMFC）因结构简单、能量密度高、持续工作能力强等优点有望成为最具前途的微系统能源供给方式，但是受甲醇渗透的限制，其比能量远低于理论值。本课题以新型三维纳米碳材料石墨烯气凝胶作为气体扩散层同时兼作传质阻挡层来进行被动式μDMFC的结构设计，从而达到降低甲醇渗透、提高系统比能量的目的，同时也避免了传统的传质阻挡层结构导致的系统体积增加或内阻增加的问题。主要研究内容包括：1）结合微尺度学、电化学以及流体动力学进行建模仿真来优化石墨烯气凝胶的微结构，同时开展石墨烯气凝胶的可控制备研究；2）进行催化层的结构设计以及制作方法研究，优化膜电极的热压工艺流程；3）利用MEMS 技术实现被动式μDMFC的微结构，进行器件的封装与性能测试，验证模型。本课题涉及到微机电系统、电化学、材料、新能源等研究领域，是典型的多学科交叉前沿课题。

中文关键词： 微型甲醇燃料电池；石墨烯气凝胶；微能源；比能量；微机电系统

英文摘要： As the research focus of micro power sources, passive micro direct methanol fuel cell (μDMFC) can become the most promising approach for energy supply of MEMS device because of its many advantages, such as simple structure, high energy density, long worki

英文关键词： Micro direct methanol fuel cell；graphene aeorgel；micro power source；specific energy density；MEMS