接触电阻对PEM燃料电池效率的影响

如何降低接触电阻对质子交换膜燃料电池(PEMFC)效率的影响,对促进PEMFC堆的开发和应用具有重要的意义.对PEMFC在工作过程中的效率损失进行了数学描述,较详细地研究了接触电阻的形成机理与影响因素,并指出接触电阻是造成PEMFC电效率损失的主要原因.通过对国内外多种型号的PEMFC电效率的计算结果,得到接触电阻引起的电效率损失占30％～40％.     

车用PEMFC电堆典型道路工况低温起动试验研究

为评价质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆低温起动性能,搭建PEMFC电堆低温起动试验台,制定典型道路工况,起动PEMFC电堆进行试验,对其加载典型道路工况,开始阶段使PEMFC电堆在小负荷暖机工况运行.对PEMFC电堆输出不同特性曲线进行深入分析,试验证明当PEMFC电堆最外层电池阴极催化层温度降到0℃时能够成功起动...     

质子交换膜燃料电池电堆系统建模与控制研究

首先介绍质子交换膜燃料电池(PEMFC)的单体结构和工作原理,并针对PEMFC电堆系统的复杂性,提出PEMFC电堆系统结构,系统结构包含PEMFC反应物供应、过程调节、水/热管理、输出调节和系统控制。然后在已有的PEMFC机理模型和经验模型的基础上,详细分析PEMFC电堆系统的数学建模,给出PEMFC电堆系统结构条件的划分、变量空间的建立、参数的选择和模型辨识。最后讨论PEMFC电堆系统控制的现状和发展,研究PEMFC电堆系统控制的特点,从应用的角度出发,提出基于模糊推理控制和广义预测控制的PEMFC电堆系统控制的可行方案。     

质子交换膜燃料电池堆电气性能试验研究

对5 kW质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的电压一电流特性、温度特性、压力特性、反应气体计量比特性等进行了测试.并从电化学热力学和动力学两个角度初步分析了各运行参数对电堆性能的影响机理.试验表明,适当升高温度和反应气体压力有利于改善PEMFC电堆的性能,氢气、空气计量比分别为1.2和2.5时,该电堆性能最好.     

质子交换膜燃料电池关键部件可靠性分析方法研究

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种复杂、高效和智能的能量转化装置,运行的核心在于质子膜、催化剂、气体扩散层和双极板等关键部件中发生的电化学反应。因此,PEMFC关键部件的可靠性决定了PEMFC整体可靠性,进而关系到PEMFC产业的推广。为得到PEMFC关键部件的可靠性数据,利用关键部件的耐久试验数据进行定量可靠性研究,并以某商业质子交换膜为例进行计算,得到了该质子交换膜的失效率、可靠度和平均无故障工作时间等可靠性数据。该方法可以为PEMFC关键部件的寿命预计乃至电池堆的维修设计、工况优化和健康评估提供指导。     

PEMFC电堆的三维热力耦合数值仿真

以典型质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆为研究对象,结合计算流体动力学与有限单元法建立了多级PEMFC电堆的整体三维稳态热力耦合模型,分析了电堆在不同工作状态时温度、应力及膜电极(MEA)表面接触压力的分布形式和变化规律.结果表明:电堆在封装载荷的作用下,主要沿封装方向单向变形,其余两个方向的变形可以忽略不计;封装好的PEMFC电堆工作前,膜电极(MEA)表面接触压力呈非均匀分布,压力数值从MEA边缘向中心区域递减;当电堆稳态工作后,在结构热应力的影响下,MEA表面接触压力的不均匀性得到缓解,但接触压力数值将损失约20％.     

模拟车况下的质子交换膜燃料电池耐久性研究

为了研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆在车载运行条件下的耐久性,介绍了3 kW的PEMFC电堆在模拟车载运行工况条件下的1 000 h耐久性实验.通过分析不同工作电流条件下的电压、电堆极化曲线以及单电池电压分布等随时间的变化来考察PEMFC电堆在模拟车况条件下的性能衰减情况,并借助于红外探温测试和TEM表征来阐明电堆性能衰减机理.研究表明:在模拟车况条件下工作1 000 h后.质子交换膜燃料电池堆在0、35 A及85 A工作电流条件下的电压都衰减了6%左右,单电池电压平均衰减率分别为39.1、23.0 μ V/h和23.3 μ V/h;电堆中各单电池的性能衰减存在空间差异;质子交换膜的损伤导致的气体穿透是引起质子交换膜燃料电池堆性能衰减的主要因素.     

质子交换膜燃料电池阳极电催化剂CO中毒机理

质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极电催化剂CO中毒问题是影响其性能的主要原因,采用抗CO中毒的电催化剂是解决该问题的根本方法.详细介绍了目前质子交换膜燃料电池阳极电催化剂CO中毒机理的研究进展.WO3是很有希望提高阳极电催化剂抗CO中毒能力的材料,多元合金电催化剂是比较有前途的研究方向.     

高温高压条件下质子交换膜燃料电池性能仿真模型与实验研究

质子交换膜燃料电池PEMFC在航空飞行器上应用时,需要提高工作温度与进气压力,以提高系统功率密度。本文基于Nafion^?膜的10 kW电堆作为研究对象,通过宏观半经验模型和实验手段,研究了PEMFC在高于常规运行温度和压强下的运行状况与发电性能的关联关系,并通过净水迁移系数表征水在膜内的传输过程。该研究为PEMFC性能改善提供可靠依据,并指导后续PEMFC在航空领域的开发应用。     

PEMFC氢能发电系统现状与展望

氢能发电具有发电效率高、环境友好、无污染、无噪声等优点,成为继火电、水电、核电之后的第4代发电方式。介绍了PEMFC(质子交换膜燃料电池)氢能发电的原理、特点;展望了PEMFC氢能发电的应用前景;阐述了PEMFC氢能发电系统的结构组成;建立了PEMFC氢能发电机和PEMFC氢能发电站的概念。论述了PEMFC电堆及发电机集成关键技术和氢能发电实用化面临的制氢、储氢及氢气运输方式方法等技术问题、解决途径。提出了PEMFC氢能发电应用研究的几个技术课题。     

质子交换膜燃料电池的研究开发及应用新进展

介绍了国内外研究质子交换膜燃料电池的整体现状及水平 ,从电催化剂、膜电极及其制备工艺、质子交换膜以及双极板等几个方面 ,综述了质子交换膜燃料电池在材料及部件方面取得的成绩及研究现状 ,概述了质子交换膜燃料电池目前在电动车、船舶、移动电源等方面的应用情况。提出了我国质子交换膜燃料电池的发展方向     

加湿对PEMFC性能的影响

研究了在重力作用下,反应气体的湿度对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响.通过控制加湿温度,控制反应气体的相对湿度;通过改变阴极和阳极的相对位置,来改变PEMFC内部的水管理.阳极不加湿(阴极加湿)时,PEMFC的性能最差;阴极不加湿(阳极加湿)时,PEMFC的性能最好.阳极在上时,重力对阴极排水有积极的作用;阴极在上时,重力阻碍阴极排水.     

质子交换膜燃料池催化剂的研究进展

质子交换膜燃料电池由于具有独特的优点而受到世界各发达国家的重视。其电催化层是多孔扩散膜电极的一部分，也是质子交换膜燃料电池研究和开发的技术关键。章综述了质子交换膜燃料电池电催化剂近期研究进展和未来研究展望。     

PEMFC双极板的材料及制备工艺综述

质子交换膜燃料电池(PEFMC)具有高效、环保等优点,是未来重要的新型能源。作为PEMFC的关键组件同时又是制约PEMFC发展的重要因素,价格低廉、性能优良的双极板研究和开发对于PEMFC的发展有着至关重要的作用。综合阐述了目前几类用于制备PEMFC双极板的材料及其制备工艺,对其利弊做出了分析,并讨论了双极板材料的未来发展方向。     

质子交换膜燃料电池热管理研究

论述了质子交换膜燃料电池的热管理对电池性能的影响及其重要性,指出了质子交换膜燃料电池热管理的设计要求,分析比较了目前燃料电池几种常用的冷却方式,介绍了燃料电池考虑温度的CFD模型及温度仿真控制模型.     

空冷自增湿PEMFC测试平台设计

为便于对空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能测试及控制算法设计,基于工控机、Lab VIEW及USB数据采集模块设计了一种通用开放式空冷自增湿PEMFC测试平台,用于对空冷自增湿PEMFC性能测试及控制算法设计与验证。测试平台通过USB数据采集模块采集PEMFC电堆的温度、输出电流、输出电压等参数,实时显示电堆当前状态参数曲线,并输出相应控制信号控制电堆稳定运行。经实验验证,该测试平台运行可靠,监控性能良好,实用性强,为研究空冷自增湿PEMFC的性能与控制算法设计提供了开放式测试平台,具有很高的实用价值。     

电动自行车用燃料电池的产业化之路

针对电动自行车用质子交换膜燃料电池的现状,分析了小功率质子交换膜燃料电池的应用领域和产业化进程,提出了需要对质子交换膜燃料电池的产业化技术进行重点研究,对质子交换膜燃料电池的产业化有重要参考价值。     

PEMFC双极板材料及其制备工艺的发展现状

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高效以及环保等诸多优点,被看作是未来重要的新型能源.双极板作为PEMFC的关键组件之一,同时也是制约PEMFC发展的因素之一,因此研究和开发新型的双极板材料对于PEMFC的发展有着至关重要的作用.综合阐述了目前几类用于制备PEMFC双极板的材料及其制备工艺,对其各自的利弊做出了分析,并讨论了双极板材料的未来发展方向.     

质子交换膜燃料电池含Pt催化剂的研究

作为质子交换膜燃料电池的主要用催化剂,Pt的研究对质子交换膜燃料电池运用和普及起着至关重要的作用.为此,近年来一系列大量的基于Pt催化剂的不同形貌、不同成分、不同载体的研究大大地推进了Pt催化剂技术的发展.     

质子交换膜燃料电池电气性能实验及建模研究

质子交换膜燃料电池 (PEMFC)是很有前景的新型电动车动力电源 ,而电动汽车对动力电源的性能尤其是动态性能有较高要求。针对电动汽车动力系统的需求 ,采用在LABVIEW平台上开发的便携式测试系统对PEMFC实验系统在不同温度下的电压 电流特性、动态性能、过载能力、起动特性等电气性能进行了测试。实验结果表明 ,受试PEMFC系统在宽温度范围内均可输出额定功率 ,并有较快的动态响应速度。在实验基础上 ,采用最小二乘曲线拟合的方式 (部分借助MATLAB的IdentificationToolbox)建立了简便实用易于实现的PEMFC系统电气物理模型 ,着重考虑了电池温度及负载工况变化时电池系统的静态和动态性能。仿真结果表明 ,模型可以较好地描述PEMFC电池系统的电气特性尤其是动态响应特性 ,可为PEMFC电池系统及管理系统设计、优化和驱动系统设计提供参考。