朱 昱，袁善美，倪红军

(南通大学机械工程学院，江苏 南通 226019)

直接乙醇燃料电池(DEFC)是利用乙醇这一新型能源将化学能高效、环境友好地转化为电能的发电装置。DEFC 不但可作为移动电话、手提电脑一类移动电器的电源，还可以满足野战的军事需要。因而在注重能源短缺、环境污染问题和可持续发展的今天，DEFC 显现出更多的发展机遇，是具有能源革命意义的新一代能源动力系统[1-2]。

目前，直接乙醇燃料电池(DEFC)主要采用平板式结构，即将阴极、阳极和Nafion 膜经热压得到的“三合一”膜电极与带有气体流道的双极板组装起来，得到平板式单电池或电池组[1-2]。双极板是组成平板型电池组的必要部件，但采用双极板组成的平板式电池组还有很多不足之处：(1)由于采用平板双极板结构，需要用昂贵的双极板，增加了电池的成本；(2)由于双极板的流道狭窄，需要外围设备来储存、输送反应物以维持系统正常工作，使得DEFC 电池组集成度低，较难微型化；(3)由于双极板的流道狭窄，对水热管理带来很多的困难，影响气体传质；(4)电池组的运行需要泵、气瓶、空压机等外围设备，使电池组系统庞大，降低了系统的体积功率密度和质量功率密度，给系统的安装、维护带来困难。这些缺点成为乙醇燃料电池产业化的瓶颈。

1 异形DEFC电极的关键问题

异形DEFC 采用的是气体扩散电极，由催化层和气体扩散层组成。催化层是电极中发生电化学反应的场所。扩散层不仅起着支撑催化层的作用，其更重要的是起着扩散气体、水、电流和热传输等作用。……