中文摘要：

基于微机电系统（MEMS）技术的微型燃料电池是一种利用成熟的集成电路加工工艺，在半导体材料上加工的微型反应器。但是由于低的电极催化性能其功率密度远小于传统燃料电池。本项目中，在硅基电极中引入高分子导电膜聚吡咯（PPy）作为中间层，用以导连硅衬底和纳米金属催化剂。电化学合成的PPy/Nafion?复合膜用作催化剂载体，具备良好且可控的电子、质子传导率以及高的比表面积，改善了电极复合材料的电催化性能。模拟阻抗谱图得出最佳合成的导电膜电子以及质子传导率分别为0.16和2.0×10-3 S cm-1。纳米催化剂Pt与聚合物之间的协同作用提高了Pt/PPy/Nafion?复合电极对CO以及CH3OH的催化作用。以Pt/PPy/Nafion?/μ-Si 为电极的硅基氢氧微型燃料电池的功率密度为23.4 mW cm-2，比不加聚合物导电膜的电池性能提高8倍。以PtRu/PPy/Nation?/μ-Si 为电极的硅基甲醇微型燃料电池的功率密度远高于文献中报道值。本项目通过对导电聚合膜的特性如比表面积、导电子和导质子能力等开展基础研究，还拓展了其在化学能源电极材料（如超级电容器、微生物燃料电池）的应用。