随着航天器能量消耗的不断提高，航天用电源受到越来越多的重视。目前，航天科学的发展要求能量密度高，反应速度快，寿命长的电源。 燃料电池是一种通过电化学反应，将燃料和氧化剂中化学能直接转换成电能的装置。它具有能量密度高，运行可靠，寿命长和反应速度快的特点，是航天用电源的理想选择之一。 与常重力相比，在微重力环境中，两相流动现象和传热传质规律都有所不同。在燃料电池内部，存在复杂的电化学反应和气液两相流动和传质现象。在地面使用时，燃料电池的性能受传质过程的影响。在微重力环境中使用时，燃料电池的性能也与在常重力环境中使用时不同。 本文在第一期微重力实验的基础上，对原实验台和燃料电池的设计均进行了适当的改进。借助百米落塔，进行了直接甲醇燃料电池微重力实验。探索了不同负载下，不同阳极甲醇浓度，不同阳极流量下，不同布置方式下，直接甲醇燃料电池在微重力环境下的性能。同时进行了短时微重力下直接甲醇燃料电池的阳极可视化的研究，测量了不同流量下，CO<,2>气泡在阳极流道中的速度，分析了CO<,2>气泡的成长规律。 本文主要工作及取得成果如下： 1．改进直接甲醇燃料电池设计。将原金属极板更换为石墨极板，同时在阴极金属夹板上集成了预加热。本文进行了长时间的对比实验，实验结果证明新设计的电池在性能上比第一期微重力实验时有较大改进。 2．原落塔用实验系统的改进。本文对录像系统，光源系统和电流测量等进行了适当改进。 3．进行了微重力环境中小型直接甲醇燃料电池的电池性能实验研究。直接甲醇燃料电池运行工况受浓差极化影响越大，电池性能受重力影响就越大。使用高浓度甲醇溶液时，电池性能受重力影响小。受本文设计电池形式所限，水平布置该直接甲醇燃料电池时，电池性能仍受重力影响。不同的流量下，不同重力条件对燃料电池性能影响的程度相当。 4．进行了微重力环境中小型直接甲醇燃料电池阳极两相流实验研究。电池竖直放置时，常重力环境中，直接甲醇燃料电池的阳极两相流型为泡状流，气泡运动速度很快；在短时微重力环境中，直接甲醇燃料电池的阳极两相流型逐渐转变为弹状流，气泡运动速度明显减慢。电池水平放置时，重力效应被削弱，在常重力环境中，直接甲醇燃料电池的阳极两相流型为块状流，与电池竖直放置时不同；在微重力环境中，直接甲醇燃料电池的阳极两相流型也为块状流。在微重力环境中，气泡运动速度慢，不同流道间的差异较大。在常重力环境中，CO<,2>气泡主要通过气泡间的相互合并长大。在微重力环境中，CO<,2>气泡前期生长主要是在MEA表面逐渐长大，长大以后的气泡相互接触，会相互合并。