直接甲醇燃料電池與鋰電相比存在的問(wèn)題
與其他燃料電池相比,盡管DMFC的優(yōu)勢(shì)明顯,但其發(fā)展卻比其他燃料電池緩慢,主要原因有如下四個(gè)方面:
一、是尋求高效的催化劑,提高DMFC的效率。由于甲醇的電化學(xué)活性比氫至少低3個(gè)數(shù)量級(jí),因而直接甲醇燃料電池需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一是尋求高效的甲醇陽(yáng)極電催化氧化的電催化劑,提高甲醇陽(yáng)極氧化的速度,減少陽(yáng)極的極化損失,使交換電流密度至少應(yīng)大于10-5A·cm-2。
二、是阻止甲醇及中間產(chǎn)物(如CO等)使催化劑中毒。由于甲醇在陽(yáng)極氧化過(guò)程中所生成的中間產(chǎn)物(類(lèi)似CO的中間產(chǎn)物)會(huì)使鉑中毒,故直接甲醇燃料電池大都使用具有一定抗CO中毒性能的鉑-釕催化劑。為了提高甲醇陽(yáng)極氧化的速度,開(kāi)發(fā)中的有鉑-釘或其他貴金屬與過(guò)渡金屬等所構(gòu)成的多元電催化劑,新的催化劑應(yīng)使電池運(yùn)行千小時(shí)的電壓降少于10mV。
三、是防止甲醇從陽(yáng)極向陰極轉(zhuǎn)移。直接甲醇燃料電池陽(yáng)極的甲醇可通過(guò)離子交換膜向陰極滲透,在氫氧質(zhì)子交換膜燃料電池中廣泛采用的Nation膜具有較高的甲醇滲透率。甲醇通過(guò)離子交換膜向陰極的滲透,不但會(huì)降低甲醇的利用率,還會(huì)造成氧電極極化的大幅度增加,降低直接甲醇燃料電池的性能。因此,開(kāi)發(fā)能夠大幅度降低甲醇滲透率的質(zhì)子交換膜是十分迫切。
四、是尋找對(duì)甲醇呈惰性的陰極氧還原催化劑,減少滲透到陰極的甲醇造成氧電機(jī)的極化。