第!卷第"期#$年#月$#电化学%%(*+,.)&’)’%-(/02!43131"57#$63$#?研究简报?文章编号：$9;"#$）9"=$（"8:<$#$$$98$"直接乙醇燃料电池初探宋树芹"，陈利康#，刘建国"，魏昭彬"，"!辛勤（3中国科学院大连化学物理研究所，辽宁大连"8#；3安徽宁国###）""$:#安徽省宁国天成电器有限公司，;:"摘要：采用商品化的>)／和>／分别作乙醇阳电极和氧气阴电极的催化剂，A1"膜?@’?’4BD"=C作固体电解质，组装成面积为EF#的单池3考察了电池温度、氧气压力、乙醇浓度及流量等对电池G性能的影响3实验结果表明在电池温度为!H，乙醇浓度为"$G2&流量为$=G／C，／=31，3&GD氧气压力为$=,A流量为8&GD条件下，电池开路电压为$8!0，电流密度=IF#时的3>，!G／C3$$G／G放电端电压为$:E0，电池最大功率密度为"3／G3#E#=GJF#3关键词：直接乙醇燃料电池；膜电极；聚合物电解质；A1膜；电池性能4BDC中图分类号：(,E";文献标识码：I"3直接液体进样固体聚合物电解质燃料电池KLFC@961N>2GL%6?2?（C?&MCBN.2162LO66N6CF1O燃料易于储存和携带，有望成为氢氧燃料电池可移动动力源的替56’2）由于其操作简单，@262［!］"=目前，代产品直接甲醇燃料电池是世界上许多国家研究和开发的热点，且已取得了可喜3的成绩，但甲醇有相当高的毒性，刺激人视神经，过量导致失明3对此，要想实现低温燃料电池在诸如手机、笔记本电脑以及电动车等可移动电源领域的应用，很有必要探索以其它的液体燃料来代替高毒性甲醇3#世纪=年代以来，从$研究发现，低碳烷醇，特别是’P’的伯醇可$2=在>／及>)／电极上直接氧化3其中人们最感兴趣的是乙醇，从结构上看，它是链醇中最?’?@’简单的有机小分子，同时，它能够通过农作物发酵大量生产，也可以从生物质中制得，来源广泛，是可再生能源3因此对直接乙醇固体电解质燃料电池的研究不仅有理论上的意义，而且一旦研制成功，实际应用潜力十分广阔3直接乙醇燃料电池以乙醇水溶液作为燃料，其电极反应如下：阳极：#=+A）Q:#’+*（M+*"’#Q"+QQ##*#"6Q阴极：##Q#Q#／"*+6"+*#!$R3<0$$!!$R3E0"##（）"（）#（）总反应：#=+A）Q:#"#*Q:#’+*（M*’#+*!$R3#0"";:式"示出，（）乙醇完全电氧化生成二氧化碳和水是一个"电子转移过程，并须断裂’’键，与#9甲醇完全电氧化的8电子转移过程相比，反应更困难，过程复杂，中间产物多，极易引起催化剂收稿日期：$9<#，修订日期：$"$9E#"$9#$#$9E#通讯联系人!万方数据基金项目：国家自然科学基金#!8;）安徽省宁国天成电器有限公司资助项目（E<$"，?)(?E电化学-E年E-中毒!此外，由于"$’膜在乙醇水溶液中的溶胀系数变大，所造成的催化层与电解质膜的剥#&%离现象较明显，导致电池性能显著下降，从而在具体研制过程中需要解决的技术问题也更棘［*，手!目前，世界上有关直接乙醇燃料电池的研究大多还处于机理阶段(!)］或者仅将乙醇重整［+,制成氢气作为燃料电池的氢来源)!)］本文初步探索了直接乙醇燃料电池性能及其在放电!运转过程中操作温度，氧气压力和乙醇浓度及反应物的进样速率等因素对单电池极化曲线的影响!!实验部分［(/］!!电解质膜的预处理)!)!将"$’)膜先后在*#&),%D!,过氧D化氢水溶液和E,6?FG2+水溶液中／-H!&水浴处理)4除去有机杂质和金属离，.IE子，再于去离子水中.I水浴处理)4除E去残余的酸，最后将其置于去离子水中备用!（;的制备!"膜电极JK）!乙醇电极催化剂为LM／（E777><-NDL!)NDM&’&J75）氧电极催E7>O4=’#4C，7化剂为L／（E77&’&#4C!7<-NLDO4=’J75）7电极制备方法为：用憎水处理后的碳纸作支撑层，阳