在环境保护和能源安全的大背景下,大力发展新能源技术是能源变革的重要方向。直接醇类燃料电池是一种直接将储存在醇类溶液（如甲醇、乙醇等）中的化学能绿色、高效地转化为电能的发电装置,相比于氢燃料电池具有燃料储运方便、能量密度高等优点。燃料电池的核心部件是膜电极,而气体扩散层是构成膜电极的基础,起到运输反应物和产物、导电、导热和支撑催化层的作用。当前,气体扩散层材料主要是碳纤维材料（碳纸、碳布等）,碳纤维材料具有孔隙率高、气液传输好等优点,然而同样存在机械强度差、生产过程复杂、价格昂贵等缺点。针对碳纤维材料存在的这些问题,我们考虑使用具有优异物理特性（高孔隙率、高导电性和高比表面积等）的三维立体多孔泡沫金属（泡沫镍）作为直接醇类燃料电池的电极支撑材料。本文的主要研究内容有:1.探究了泡沫镍电极在直接甲醇燃料电池（DMFC）中应用的可行性。实验结果发现,在酸性DMFC中,泡沫镍电极对电池性能有负面的影响。DMFC内部是通过甲醇氧化反应产生的H+离子穿过Nafion膜来实现离子传导,所以H+的传输路径从催化层到Nafion膜之间的距离要尽可能的短。然而,在泡沫镍电极中H+的传输路径太长,电荷转移阻力过大,阳极极化损失严重,造成电池性能低下。因此,对于要求有丰富三相界面的DMFC阳极电极而言,泡沫镍的三维网状结构反而限制了对催化剂的利用,从而找出了泡沫镍不适合应用于酸性DMFC的原因。2.研究了泡沫镍电极的厚度对碱性直接乙醇燃料电池（ADEFC）性能的影响。实验结果表明,厚度为0.6 mm的泡沫镍电极的电池性能优于0.3 mm和1.0 mm。泡沫镍的厚度会同时影响电子传导和物质传输,而最佳厚度是两者之间的权衡。泡沫镍越薄,导电性越好,物质传输的距离缩短;然而,相应的三维空间变窄,这导致部分催化剂团聚,同时成团的催化剂会堵住泡沫镍的开孔,阻碍传质。此外,还对催化剂载量、电池工作温度、乙醇浓度等实验参数进行了优化。3.针对原始泡沫镍的光滑骨架表面限制其比表面积这一问题,使用混合酸刻蚀方法对泡沫镍进行预处理,得到了骨架表面多孔、惰性氧化层清除干净的泡沫镍。这是因为混合酸的强氧化性和腐蚀性能迅速消耗部分金属镍,在表面上留下许多微孔。进而,制备了低Pd载量(0.35 mg cm-2)的混合酸刻蚀的泡沫镍电极,电池性能测试中最大功率密度可达30 mW cm-2,相较盐酸处理的泡沫镍电极性能提升了一倍。这是由于刻蚀产生的微孔增强了电极的粗糙度并提高了催化剂的电化学活性表面积。