中日合作番禺200 kW磷酸燃料电池运行数据分析

中日合作在番禺建成了利用猪的排泄物制沼气发电的200 kW磷酸燃料电池电站.最近获得了该电站的核心--燃料电池的运行数据,通过对这些数据进行分析,总结出一套可实际操作的运行方案,为该电站能良好地运转打下坚实的基础,并为今后大型燃料电池电站建设起到一定的指导作用.     

中日合作番禺200kW磷酸燃料电池电站概况

中日合作在番禺建设了利用猪排泄物制沼气发电的磷酸燃料电池电站。介绍了该电站的各个技术环节,包括沼气制备及CH4纯化、重整制H2及其净化、燃料电池的结构以及污水的处理等。该电站对我国燃料电池今后的发展将起到示范作用。     

磷酸燃料电池的工作原理及管理系统研究

燃料电池是一种高效、无污染的能量转换系统。作为第一代燃料电池,磷酸燃料以其原材料丰富、技术简单且成本低等优点成为当前商业化发展最快的一种燃料电池。磷酸燃料电池的效率比其他燃料电池低,如何提高磷酸燃料的有效性成为了该种燃料电池所研究的重点。     

燃料电池热管理系统的动态仿真及控制

质子交换膜燃料电池(PEMFC)在常温启动阶段的电堆升温较慢,性能低效,且冷却液流量与散热空气流量的控制有耦合作用。针对常温启动升温较慢的问题,合理设计热管理系统,提高输出性能;针对冷却液流量与散热空气流量控制存在耦合关系,提出冷却液流量跟随热量控制,线性自抗扰控制空气流量的联合控制策略,实现水泵流量和散热空气流量控制的解耦。仿真结果表明,联合控制策略能够在100 s内将电堆温度从常温升到80℃,且冷却液出入堆温差稳定在5℃;面对输入扰动时,电堆温度的超调量仅为0.5%,且在50 s内电堆温度再次稳定在80℃,超调量仅为比例-积分-微分控制器(PID)的8.82%,响应速度提升50 s。该控制策略能较好地控制电堆温度及冷却液出入堆温差。     

磷酸燃料电池商品机的开发

燃料电池可作为非常有效的热电联产发电设备，在国际上广受关注。由于其高效性及对环境的适应性强，尽早将此研究成果转化为商品机，是国际能源市场的迫切期望。磷酸燃料电池是众多的燃料电池中唯一已实现商品化的产品。富士集团在该产品商品化过程中，就电池堆的结构、燃料改质系统的耐久性、高性能低成本化等方面进行了成功的改进，制成的产品已实地运行，为磷酸燃料电池进一步降低成本、提高经济性提供了借鉴。     

磷酸型燃料电池（PAFC）发电系统示范工程

磷酸型燃料电池(PAFC)的开发始于美国.代表性的公司有美国的联合技术公司(UTC).1977年由美国9家电力公司与UTC联合开发兆瓦级燃料电池.1983年后由UTC派生的国际燃料电池公司(IFC)开始了200 kW级PAFC成套设备的开发,在美国已建造了1 MW、4.5 MW和7.5 MW的PAFC电站.     

磷酸燃料电池(PAFC)进展

磷酸燃料电池(PAFC)既可用于大规模发电,也可作为医院或居民区供电、汽车动力以及不间断电源等,其中同时提供电和热水被认为是PAFC的最佳应用方式。PAFC由于其优良的性能而受到高度重视,发展非常迅速,开始步入商业化阶段。虽然相对于其它类型的燃料电池PAFC在技术上已经比较成熟,但仍然面临一些亟待解决的课题———须进一步提高电池比功率,延长使用寿命,降低制造成本等,而开发活性高、稳定性好的新的电极催化剂是解决上述问题的一项非常重要的措施。PAFC在我国还没有引起重视。文中报道了PAFC的发展现状、研究课题以及开发应用状况。鉴于其广阔应用前景,建议应尽快予以立项开发     

30 kW高比功率质子交换膜燃料电池堆研制

30 kW高功率密度质子交换膜燃料电池堆的研制工作主要包括:(1)建立测试大功率质子交换膜燃料电池单电池或电池堆的工作站;(2)大功率高比功率质子交换膜燃料电池堆的工程设计;(3)组装单电池 ,建立诊断、测试并改进质子交换膜-电极(三合一体)效能的技术;(4)组装30 kW电池堆,并建立诊断、测试、改进其效能的技术.神力公司研制成功的30 kW质子交换膜燃料电池堆比功率达到:720 W/L,708 W/kg.     

磷酸燃料电池(PAFC)电站技术的发展、现状和展望

近年来全世界都面临着能源问题和环境问题.燃料电池由于其燃料利用率高、对环境污染小的特点,成为理想的清洁、高效发电方式.磷酸燃料电池(PAFC)发电技术,在目前燃料电池电站中技术最成熟,发展最快.文中报道国外磷酸燃料电池(PAFC)电站技术的发展、现状和展望.     

美国联合技术公司最新一代PureCell-400型磷酸燃料电池供电系统

2011年2月,美国联合技术公司(UTC)宣布最新一代固定式磷酸燃料电池PureCell-400已实地运行100 000小时,取得里程碑式的成就(图1为PureCell-400型燃料电池外型图)。PureCell-400系统由空气处理系统、供电系统、电力系统模块、热管理与水处理系统、燃料处理系统、冷却模块组成并实现远程监控。     

磷酸型燃料电池中电解质性能的研究(Ⅱ)

简要叙述了磷酸型燃料电池（ＰＡＦＣ）最新研究进展,介绍了在相同条件下比较氢和甲烷作为燃料在磷酸（８５％ ）电解质和Ａ型电解质（多氟磷酸和磷酸的混合物）中的电化学行为。在１３０℃,将Ａ型电解质燃料电池的输出特性与磷酸（８５％ ）电解质燃料电池进行比较。全部试验在有参比电极的三电极试验电池中进行,试验电极采用自制电极,辅助电极采用光亮铂电极或者镀铂电极,参比电极采用动态氢电极。测量系统是由Ｄ．Ｈ．Ｗ 型恒电位／恒电流仪和３０８６ 型记录仪组成。Ａ型电解质燃料电池的输出功率高于磷酸（８５％ ）电解质燃料电池,这是由于Ａ型电解质具有较高的离子活性和活度。实验表明,Ａ型电解质具有较高的电化学性能。     

10 kW PEMFC动态系统建模与控制

以质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态系统为研究对象。首先将质子交换膜燃料电池划分为氢气动态模型、空气动态模型、电化学电压模型和温度动态模型四部分建模;其次根据系统运行要求设计控制策略:氧气化学计量比前馈控制,阴极和阳极压力差PID控制和温度滑模控制;最后应用所建立的模型和控制策略对10 kW质子交换膜燃料电池进行仿真运行分析,结果证明所设计的系统能模拟PEMFC动态系统运行。     

5 kW氢—空质子交换膜燃料电池系统设计研究

介绍了5 kW氢-空质子交换膜燃料电池系统的基本组成原理,对该系统重要组成部分(包括反应气供给系统、水/热管理系统、控制及安全系统)进行了功能分析和系统设计.所设计的系统中,反应气供给系统由燃料(氢气)供给子系统及氧化剂(空气)供给子系统组成,水/热管理系统由加湿子系统及冷却子系统组成,并给出空气量、氢气量及加湿量的详细计算方法,为5 kW氢-空质子交换膜燃料电池系统设计提出适应性解决方案.     

5kW氢空PEMFC的性能

构建了5kW氢空质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统,电堆工作温度范围为室温到80℃,工作压力为200kPa;研究了5 kW PEMFC的性能特点.结果表明:PEMFC性能随着气体压力和电堆温度的升高而提高.当氢气流量为46 L/min、空气流量为120 L/min时,电池性能最好.     

5kW质子交换膜燃料电池的建模与仿真

研究了5 kW质子交换膜燃料电池（PEMFC）的数学模型,给出的模型简单有效,物理意义明确。在此基础上,根据电池参数,利用MATLAB/SIMULINK建立电池的仿真模型,并对其动静态特性进行研究。仿真结果与实际系统相符,说明所建立的模型正确有效,可以用于燃料电池及其控制系统的研究。     

一种复合可再生能源管理系统

设计了一种包括太阳电池、再生燃料电池和氢镍电池的复合能源管理监控系统.考虑了在各种状况下.实现在太阳电池发电、再生燃料电池和氢镍电池充放电、负载电动机驱动等之间的能量合理流动.设计并制作出能控制电流的流向和大小的硬件电路,通过AD和DA转换及数据采集的接口卡实现与上位机相连.在上位机上,开发了基于VB的控制软件,它可以根据实际工作状况,制定出能量转换的最佳策略,实现在不同工作模式之间的自由切换和友好的人机交互.通过实际系统实验,达到了预期效果.