（MCFC），其电解质为熔融碳酸盐；（4）固体氧化物燃料电池（SOFC），其电解质为 Y2O3- ZrO2；（5）质子交换膜燃料电池（PFMFC），其电解质为质子交换膜。

1。2 直接甲醇燃料电池

直接甲醇燃料电池（DMFC）是质子交换膜燃料电池（PFMFC）的一个变种。质子交换 膜燃料电池（PFMFC）最初的时候采用氢气作为燃料，但是由于氢气在存储和运输的过程 中都存在着许多不便之处，因而质子交换膜燃料电池并未受到广泛应用[2-3]。1922 年，甲醇 的电氧化现象被首次研究，甲醇电氧化理论被首次提出。1951 年，第一个直接甲醇燃料电 池被组装完成，随着近年甲醇燃料电池的不断发展，甲醇燃料电池在各个领域都有着广泛的 应用前景。

直接甲醇燃料电池（DMFC）直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源。直至 2015 年，仅我国的甲醇有效产能已经达到 6979 万吨/年，且甲醇传统下游普遍存在产能过 剩的压力。同时，近年原油价格低位震荡，甲醇能源属性增强背景下价格或持续"低位"常态 化（价格低于 2000 元/吨）。因此，直至目前甲醇是一种成本低廉，且极易获取的一种能源 原料。

由于直接甲醇燃料电池具有高能量密度、高能量转换效率、污染排放少、噪音低、环境 友好的特点，可广泛应用于便携式移动电源和飞行器电源等领域，具有良好的商业化应用前 景。目前，许多国际著名企业不断加入甲醇燃料电池的研发行列，如美国的摩托罗拉、英特 尔；日本的东芝、索尼；韩国的三星等，这无疑会加快甲醇燃料电池的商用化进程。国内对 于甲醇燃料电池的研究始于 20 世纪 90 年代初期，并取得了长足的进展。但是总体水平相比 于国外先进水平仍然有着不小的差距。

1。2。1 直接甲醇燃料电池工作原理

甲醇为直接甲醇燃料电池的阳极活性物质，直接甲醇燃料电池利用其进行发电，阳极甲 醇可以液态进料也可以汽化后和水蒸汽一起进料，阴极反应物既可以是空气也可以是纯氧， 其工作原理如图 1-2 所示[4-7]：

图 1-2 直接甲醇燃料电池工作原理

阳极：CH3OH + H2O → CO2  + 6H+ + 6e- (1-1)

阴极：3/2O2 + 6H+6e- → 3H2O (1-2)

总反应：CH3OH + 3/2O2→ CO2  + 2H2O (1-3)

甲醇水溶液在阳极催化剂的作用下氧化生成二氧化碳、质子和电子。产生的二氧化碳通 过出口排除，质子则通过交换膜迁移至阴极，产生的电子通过外电路转移至阴极区。氧气在 阴极催化剂的作用下与质子和电子生成水，生成的水从出口排出。电池的总反应是甲醇与氧 气反应生成水和二氧化碳，非常清洁。 在标准状态下，直接甲醇燃料电池的理论开路电压 为 1。184V ，但在电极过程中，由于甲醇氧化不完全而产生一氧化碳等中间产物而使催化剂 活性降低，此外，电极上还可能存在欧姆过电位、活化过电位以及浓差过电位，这些都使得 在实际工作中电池电压远远小于此值。

1。2。2 直接甲醇燃料电池阳极催化剂

DMFC 的阳极催化剂需要具备以下三个基本条件：良好的催化活性、电子导电性、稳定 性。此外，还应在特定的工作环境中具有一定的耐酸腐蚀和抗氧化能力、抗 CO 中毒以及快 速恢复的能力。除了满足上述要求之外，阳极催化剂还必须具备良好的电导率，它必须与催 化剂接触良好，并且能传递质子和电子，因为阳极电催化剂上经阳极半反应产生电子和质 子，电子从电催化剂上通过碳纸传递到外电路，而质子则需要通过质子膜传递到阴极。文献综述