甲醇燃料動力電池作為一種新型能源電池，自問世以來，便受到了技術研發人員的高度關注，如何更充分的進行甲醇燃料轉化、如何使電池更好的適應工作環境就成為了擺在研發人員面前的兩大難題。本文將會針對直接甲醇燃料動力電池的溫差變化情況做簡要分析，幫助工程師充分了解這種新型能源電池的運行特性。

本次的實驗條件為4mol/L的甲醇溶液，與國內市面上的直接甲醇燃料動力電池溶液相同，并將電流密度設定為60mA/cm2時。在該實驗條件下，測量恒電流放電及放電前后的電池電壓及溫差隨時間變化的曲線，測得的曲線變化數值如圖1所示。為了更加清楚的展現注入燃料后電池電壓在前20min內的變化情況，我們將圖1放大如圖2所示。從圖1和圖2可以看出，在放電前，加入甲醇溶液后電池電壓在1min內急劇上升至0.8V，而后急劇下降至0.65V，然后開始緩慢下降，約15min后達到0.445V，最后電池電壓又略有回升，在2h后升至0.466V，而電池溫度在加入燃料后迅速上升，15min后電池溫度已高于室溫1℃，而后上升速度減慢，在2h后溫差升至2℃。電壓出現峰值。

出現這種峰值變化的重要原因在于，直接甲醇燃料動力電池陽極氫氣的生成和較低的陰極混合電位，其溫度變化的原因重要與甲醇滲透現象有關，甲醇滲透在陰極的放熱反應引起電池溫度的升高，而后甲醇滲透量越來越少，電池溫度逐漸穩定。

圖1電池電壓及溫差隨時間變化曲線

圖2電池電壓在前20分鐘內的變化

由圖1我們可以很明顯的看到，當甲醇溶液開始恒電流放電時，燃料動力電池的電池電壓突降至0.14V。然而，隨著放電的進行，電壓開始緩慢下降，同時放電初期電池溫度急劇升高，與室溫溫差達到3.5℃，平穩約35分鐘，而后溫差開始下降，這是由于隨著反應的進行，燃料罐內甲醇濃度降低，放電電壓下降，溫差的升高一方面是由于電池歐姆內阻引起的焦耳熱，另一方面燃料動力電池中總反應也是放熱反應，此外，還可能由于電滲引起甲醇滲透，這也會造成電池溫度升高。

當持續放電開始35分鐘之后，我們可以從圖1中看到發生了溫差下降的現象，這很可能由以下幾方面原因造成：其一，隨著反應的進行，陰極側生成的水越來越多，水的蒸發會吸收一定的熱量，這就增強了陰極側與環境之間的換熱；其二，陽極側甲醇濃度不斷降低，由擴散引起的甲醇滲透量逐漸減少；其三，即使甲醇滲透到陰極，而由于陰極側水的生成覆蓋了擴散層表面，阻礙了陰極氧氣的傳輸，使該處發生氧化的甲醇量降低，導致了出現的熱量減少。因此，在恒電流放電過程中，溫差先增大后減小。

在甲醇電池的整個放電過程結束后，我們可以在圖1中看到溫度的走勢漸趨平緩。伴隨著電池電壓回升，同樣也出現了一個峰值，并在這之后最終達到穩定，這與燃料注入時情況類似，只是這時甲醇濃度已經很低，而電化學反應的停止使得電池與室溫的溫差發生驟降。

以上就是本文對甲醇燃料動力電池運行中溫差變化的情況所進行的簡要分析，希望能夠幫助工程師更加充分全面的進行甲醇電池的研發工作。