微流控氢燃料电池流量调节
浅谈氢燃料电池研究
氢燃料电池是一种有吸引力的便携式电源，其电能存储量比类似尺寸的电池大几个数量级。由于对氢未来的投资不断扩大，例如《通货膨胀减少法案》中列举的氢生产新激励措施，氢燃料电池市场预计在未来几年将大幅增长。燃料电池市场研发的一些重点领域包括：
- 提高燃料电池的耐用性和可靠性
- 降低燃料电池成本
- 提高燃料电池效率
- 改善经营条件
已经开发出许多类型的氢燃料电池，具有各种正面和负面属性。例如，质子交换膜燃料电池（PEMFC）可能是使用最广泛的燃料电池类型，具有功率密度高和工作寿命长的优点，但缺点是成本高和工作温度高。以下列表重点介绍了最常见的燃料电池类型及其主要优点和缺点：
| 燃料电池类型 | 优点 | 缺点 |
| 质子交换膜 (PEMFC) | -常用
-高功率密度 -工作范围长 | -高工作温度
-昂贵的 -不耐受CO |
| 直接甲醇 (DMFC) | - 不太复杂的设计 | -需要贵重催化剂 |
| 碱性 (AFC) | -便宜
-耐CO | -使用腐蚀性电解液
-不耐受CO 2 |
| 磷酸燃料电池（PAFC） | -货源充足 | -运行时间短 |
| 熔融碳酸盐 (MCFC) | -高效率 |
-电解质不稳定 -CO 2中毒 |
| 固体氧化物（SOFC） | -高效率 |
-高工作温度 -昂贵的 |
微流体燃料电池简介
在微电子领域，一种令人兴奋的燃料电池技术是微流体燃料电池，也称为无膜层流燃料电池（LFFC）。在这种类型的燃料电池中，层流微通道用于分隔阳极、阴极和电解质部分。在该系统中，电解质流作为水溶液进入燃料电池，与燃料阳极流（例如氢气）和氧化剂阴极流（例如氧气）平行运行，避免任何湍流混合并允许发电。
由于物理限制，LFFC 只能用于为微电子设备供电，并且主要用于军事和政府应用。然而，微流体燃料电池还具有额外的用途，因为它们可以被修改以表征各种类型的电极和催化剂的性能和耐久性，从而允许优化各种类型的燃料电池，例如前面提到的那些。
下面，我们讨论 Alicat 的 CODA KC 系列质量流量控制器如何使用精确、可重复且准确的低流量调节来改进微流体无膜层流氢燃料电池。
设计微流控氢燃料电池
在实验装置中，微流体氢燃料电池的成本效益高、简单的设计包括用于H 2和O 2溶液的丙烯酸微流体流动室以及用于液体电解质溶液（例如H 2 SO 4 ）的丙烯酸微流体流动室。在这些不同的层之间是使用导电（Pt）碳纸制成的气体扩散电极。此外，两个 1 毫米厚的石墨窗充当集电器。质量流量控制器调节H 2、O 2和电解质溶液的流量，确保始终保持恒定的层流。
使用 Alicat 的 CODA KC 系列用于微流体燃料电池
由于微流体燃料电池依靠可重复、准确、非湍流的层流控制来正确分离阳极、阴极和电解质微通道，因此极其精确的低流量质量流量控制器是理想的选择。Alicat 的 CODA KC 系列质量流量控制器可在极低的流量下调节流量，以帮助研究人员找到理想的操作条件。CODA KC 系列可实现微流体燃料电池连续、精确、可重复的自动化。