直接甲醇燃料电池(DMFC)由于具有结构简单、燃料便于携带与储存、理论比能量高等优点,在小型可移动电源和微型电源方面具有广阔应用前景。开展DMFC 膜电极的电化学研究,分析电极性能衰退规律及其影响因素,对提高DMFC 性能和稳定性具有重要意义。采用电化学交流阻抗技术(EIS)测定了DMFC 运行状态下交流阻抗谱,并建立等效电路,分析了电池内阻、电化学反应的电荷转移电阻等随电池的工作电压与温度的变化规律;分离了催化层中离子电阻和电子电阻。还利用EIS 分析了甲醇渗透对阴极氧还原反应和氧气传质的影响,结果表明氧还原反应的电荷转移电阻和氧气传质阻抗随甲醇渗透量的增加而增大。采用EIS 对膜电极稳定性测试过程进行了现场监测。结果表明,EIS 是在线监测电极工作状态和研究电极性能衰退机理的良好方法,能够分离运行过程中不同极化对电池性能的影响。在了解影响电极性能衰退因素的基础上,提出电位扫描是恢复电极性能或缓解电极性能衰退的有效方法。建立了电催化剂的快速老化方法,实验结果表明,电位扫描快速老化方法能够快速评价催化剂的稳定性,缩短了催化剂稳定性评价的周期,节约了人力和物力,有助于高活性催化剂的制备和筛选。通过现场的电化学方法研究了污染物Cl-对甲醇氧化和DMFC 性能的影响。结果表明,电池性能衰减的程度取决于Cl-的含量,避免在膜电极制备过程和气体增湿时引入污染物Cl-是必要的。