直接甲醇燃料电池中甲醇穿透与分子间动量传递的量子效应

摘要

燃料电池以其能量转换效率高、环境友好、安静、启动速度快、可靠性高等特点越来越受到重视。作为潜在的能量转换装置，燃料电池有望在未来社会中取得目前内燃机的作用。目前，被广泛研究的燃料电池有质子交换膜燃料电池(PEMFC)，直接甲醇燃料电池(DMFC)等。本文利用从头计算分子动力学方法（AIMD），通过研究质子在水分子和甲醇分子上的平均滞留时间，定量确定质子在水分子和甲醇分子之间的亲和分配系数。同时，通过计算空间相关、速度相关等时间相关函数，研究体系的扩散性质及其分子或离子间的动量传递。另外，通过质子在水分子与甲醇分子上的运动轨迹，探索质子在水与水间、水与甲醇间、甲醇与甲醇间传递的相对比例关系。在上述研究基础上，进一步研究量子效应对分子间动量传递的影响。