燃料电池是一种通过电化学反应持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的电化学发电装置。由于具有环境友好、效率高、可靠性高、灵活性好、噪音小等优点，燃料电池日益受到世界各国政府和企业的重视。 直接甲醇燃料电池以甲醇作为燃料，采用固体聚合物作为电解质膜。与其他类型的燃料电池相比，直接甲醇燃料电池具有燃料来源丰富、燃料易于运输储存，系统结构简单，体积能量密度高，启动时间短，运行可靠性高等优点。近些年，直接甲醇燃料电池受到了越来越多的关注，并被认为在便携式电源与微型电源等应用领域中具有广泛的前景，是目前燃料电池研究中的热点之一。 目前，有关直接甲醇燃料电池的研究主要集中在新型阳极催化剂的开发；新型质子交换膜的研制；寻找耐甲醇的阴极氧化还原反应催化剂与流场的优化设计等。然而，直接甲醇燃料电池的性能在很大程度上与阳极流场内电化学反应生成物CO<,2>气体的传递和排出过程密切相关。如何保证CO<,2>气体快速高效的排出电池内部，使申醇溶液能够连续均匀的供给催化剂层，对于提高整个直接甲醇燃料电池整体性能显得至关重要。 为了系统研究直接甲醇燃料电池阳极流道内气液两相流，作者改进并调试了直接甲醇燃料电池测试系统，设计并加，工了透明的直接甲醇燃料电池及单通道蛇形流场，双通道蛇形流场与三通道蛇形流场三种不同阳极极板。论文在不同工况下利用可视化技术对直接甲醇燃料电池阳极两相流以及流道内CO<,2>气泡对电池性能的影响进行了研究。 本文的主要工作及取得的主要成果如下： 1．改进并调试了直接甲醇燃料电池单电池性能测试系统，该系统可配合可视化系统对不同工况下直接甲醇燃料电池的气液两相流进行研究。 2．利用可视化方法研究了电流密度、甲醇流量以及电池旋转角度对单通道蛇形流场直接甲醇燃料电池内CO<,2>气泡和两相流动的影响，还采用图像分析技术测量了流道内CO<,2>气泡的尺寸和相应的空隙率。结果表明，CO<,2>气泡易在折向通道内发生积聚。随着电流密度的增加，流道内气泡增多，流道内平均空隙率变大。甲醇流量的提高有利于流道内气泡的排出。电池不同旋转角度，对流场内气泡和气液两相流影响明显，对电池性能影响不大。 3．对电流密度、甲醇流量以及电池旋转角度对双通道蛇形流场与三通道蛇形流场中直接甲醇燃料电池内CO<,2>气泡和两相流动的影响进行了可视化研究。实验过程中，两种流场都出现了流道阻塞的情况。电池旋转角度对三通道蛇形流场内气泡和气液两相流有显著的影响。