直接葡萄糖燃料电池(Direct glucose fuel cell)是直接以葡萄糖为燃料的电化学能量转化装置,不仅具有燃料电池的效率高,无污染等优点,还具有一些独特的优点:(1)燃料来源广泛,特别对于利用人体血液为燃料的医用葡萄糖燃料电池,无需考虑燃料来源问题;(2)反应条件温和,可在常温、常压、中性PH值条件下反应;(3)生物相容性好,可为植入人体的人造器官或生物传感器提供动力。由于现在人们对于酶燃料电池内部电化学反应过程及传质过程对电池性能的影响缺乏认识,并且燃料电池的实验代价昂贵,时间较长,所以依据燃料电池热力学、反应动力学原理对葡萄糖燃料电池的电流产生过程进行数值模拟具有重要的理论意义和工程应用价值。本文以葡萄糖燃料电池为研究对象,依据燃料电池热力学、反应动力学原理建立了单电池的数学模型。模型考虑了电化学过程、电荷传输、质量传输等过程。讨论了阴极过电势和阳极过电势对电池性能的影响程度,电极厚度、葡萄糖浓度和离子交换膜厚度对电池性能的影响。