直接二甲醚燃料电池(Direct Dimethyl ether Fuel cell,以下简称DDFC)具有类似氢气无需泵和高于甲醇的能量密度,安全无毒,作为便携电子产品的电源具有独特的优势.目前国内外对DDFC的研究还很少.该文首先对有机小分子直接氧化型质子交换膜燃料电池的研究现状和电极制备方法进行了综述,依据氢氧质子交换膜和直接甲醇燃料电池等的研究经验,对直接二甲醚燃料电池的膜电极制备工艺进行优化,并考察常压时不同操作条件下电池的性能,获得了对DDFC的基本认识.通过对阴极和阳极各自性能的研究,并扣除欧姆压降的影响,得出结论:阳极过程和阳极燃料或其生成物的渗透是电池性能提高的主要障碍.以厚层电极法为基础,通过优化催化层,扩散层内不同组分载量和含量制备膜电极.比较了三种Nafion膜的电池性能,由于燃料或其反应产物对电解质膜的渗透的影响,采用Nafion117膜最为合适.同时,进行了常压时不同操作条件下电池性能的测试,表明:DDFC的启动行为较氢氧质子交换膜和直接甲醇燃料电池有一定差异.电池性能随着温度的升高成正比提高,在80℃时,阴极氧气作为氧化剂,DDFC的最高功率密度达到16mW.cm<-2>.阴极使用空气作为氧化剂与使用氧气相比,最高功率密度约下降30﹪~40﹪.阴极的加湿对电池更为有利.该文还研究了开路电压的特征和由此得出阳极燃料渗透的判断.对电池活化前后不同电压下电化学阻抗谱图进行比较,发现电池活化后阻抗减小,电池性能提高.