硅基带状结构DMFC电池组：设计与性能优化

硅基直接甲醇燃料电池组的研制是一项前沿的科研工作，由哈尔滨工业大学微电子中心的王浩弛、李玉玲、王诗博和张宇峰等研究人员合作完成。该研究旨在开发一种创新的电池结构，采用"扭曲带状结构"，以硅基平面形式构建直接甲醇燃料电池组。这种设计的核心在于，通过在相邻单池之间共享镀有金薄膜的双极板进行串联，这种连接方式有效地减少了电连接部分的体积和接触电阻，有利于实现电池组的小型化。 DMFC（Direct Methanol Fuel Cell）的工作原理涉及阳极极板、MEA（Membrane Electrode Assembly，膜电极组装）和阴极极板。MEA是电池的关键组件，它包含催化层、扩散层和质子交换膜，其中催化层负责电化学反应的发生。在常规的燃料电池中，单池的工作电压通常较低，大约在0.3到0.6V，难以满足实际应用中对高电压的需要，因此，通过多单体电池的串联来提高整体输出电压是一个常见的解决方案。 研究人员运用了微机械电子系统（Microelectromechanical Systems, MEMS）技术，将这种结构细化到微观级别，从而在保持高性能的同时，极大地减小了电池组的尺寸，达到了便携式电子设备所需的轻便性和小型化目标。他们成功地测试了一个有效面积为64mm×11mm的电池组样品，在常温常压下，其开路输出电压达到了2.7V，最大输出功率密度达到了2.2mW/cm²，这是一个显著的进步。 这项研究的关键词包括“扭曲带状结构”、“硅基直接甲醇燃料电池”、“燃料电池组”和“MEMS”，表明其在电池结构创新和工艺技术上的突破。该成果不仅提升了电池的性能指标，也为便携式电子产品的电力供应提供了新的可能，预示着硅基直接甲醇燃料电池组在未来有可能成为小型化、高效率电源的重要选择。