高 妍，王素力，侯宏英，赵 亮，郑开元

（1金州新区价格认证中心，辽宁 大连 116600；2中国科学院大连化学物理研究所，辽宁 大连 116023；3昆明理工大学材料科学与工程学院，云南 昆明 650093； 4大连工业大学，辽宁 大连 116600）

直接甲醇燃料电池（direct methanol fuel cells，DMFCs）是直接以甲醇作为燃料的一类质子交换膜燃料电池。由于甲醇燃料来源丰富，具有比能量密度高、易储存和运输、结构简单、方便灵活等特点，在便携式电源等方面具有广阔的应用前景[1-2]。但是，DMFCs工作时部分水会在电渗作用下从阳极穿过膜到达阴极，同时阴极在DMFC操作过程中会产生大量的水，如果不能及时排出，极易造成阴极“水淹”，阻碍氧气向催化层传递，使电池性能严重下降。因此，DMFC膜电极的水平衡性能对单电池的性能和稳定性影响很大[2-3]。

Xu等[4]考察了液态水透过电解质膜的影响因素，发现低电流密度时浓差扩散是液态水传递的主要影响因素，而高电流密度时压差反扩散起主导作用。Peled等[5]报道了一种通过降低净水传输系数提高电池性能的方法，采用无孔氢型膜和高压氧气结构抑制电池阳极侧水的渗透，降低了净水传递系数，从而减缓阴极水淹。Liu等[6]在基于界面液体覆盖模型基础上，发展了直接甲醇燃料电池用三维两相流模型，并考察了阴极液态水饱和度的变化及其对水平衡的影响。Shimpalee等[7]采用模型分析扩散层的水淹问题，并考察了不同扩散层制备方法对水淹的影响，结果认为扩散层的透气性、空隙率和憎水程度均影响阴极水淹，从而影响电池性能。……