直接甲醇燃料电池的新型有序结构催化层的制备和表征方法的研究

项目名称： 直接甲醇燃料电池的新型有序结构催化层的制备和表征方法的研究

项目编号： No.21373264

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 周小春

作者单位： 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

项目金额： 84万元

中文摘要： 直接甲醇燃料电池(DMFC)由于其能量密度高，燃料便宜易得等优点，非常有潜力应用于移动电子设备和应急备用电源等领域。电催化层的质子电导率的大小和分布直接影响到DMFC的性能，而这方面的研究仍然很不充分。本项目将在催化层中引入多种形状（棒，圆锥等）的Nafion纳米阵列，因为不同的形状可以产生不同的质子电导率的大小和分布，而阵列结构可具有足够的长度（达数十微米），可有效的把电极内部的质子传递到出来。还将在纳米阵列中添加磁性纳米粒子，以便采用磁场精确调节这些纳米阵列的排列，而且磁性纳米粒子在去除之后还可以调节Nafion纳米阵列的孔隙度和分布。还采用荧光显微技术表征催化层内部的工作过程，尤其是电子和质子导通状态。在此基础之上建立相关的数学模型，帮助我们优化磁性Nafion纳米阵列的形状等实验参数，大幅提高DMFC的性能。此技术还可拓展应用到氢氧燃料电池，电解水等领域。

中文关键词： 燃料电池；膜电极集合体；Nafion；磁性；纳米阵列

英文摘要： Direct methanol fuel cell (DMFC) is a very promising power source for portable electronic devices and uninterrupted power supply due to its advantages of high power density, cheap fuel price, easy operation etc. The strength and distribution of proton con

英文关键词： fuel cell；membrane electrode assembly (MEA)；Nafion；magnetic；nano-array