无膜微型燃料电池内流动特性及稳定性机理研究

项目名称： 无膜微型燃料电池内流动特性及稳定性机理研究

项目编号： No.10972115

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 彭杰

作者单位： 清华大学

项目金额： 38万元

中文摘要： 随着微电子产品功能集成规模的提高，传统电池供能技术逐渐落后于日益增加的高能耗需求，近年来对微型燃料电池这种新型供能技术的研究受到了高度重视。无膜微型燃料电池是一种可在微流控芯片上运行的微尺度燃料电池，其概念自2002年首次提出以来，就备受关注且多集中于实验研究，对理论模型的研究工作鲜见发表。本项目将基于流体力学的原理和分析方法，结合电化学理论对无膜微型燃料电池内流体的流动特性进行研究。首先研究燃料和氧化剂溶液混合界面的稳定性及失稳机理，考虑两种溶液的粘度、密度、流动速度以及电势作用下带电离子电泳等因素对混合界面稳定性的影响，分析影响混合界面流动稳定性的关键因素和相应控制方法；其次，建立并完善无膜微型燃料电池三维多场耦合数学模型和数值仿真平台，对无膜微型燃料电池内的流动特性以及电池性能进行数值仿真，分析影响电池性能的控制参数，给出电池设计和优化方向，并通过实验进行验证。

中文关键词： 无膜微型燃料电池；界面稳定性；微流动；电泳；

英文摘要：

英文关键词： membraneless fuel cell；interfacial instability；micro flow；electrophoresis；