质子交换膜燃料电池

因其具有独特的优点，质子交换膜燃料电池（PEMFC）的市场前景很好，国际上已经形成了一股研究开发热潮。电催化剂、质子交换膜、双极板、燃料、水管理、热管理是质子交换膜燃料电池的关键技术。文章介绍了PEMFC的特点及开发应用状况，综述了PEMFC的研究进展。     

质子交换膜燃料电池的研究与应用

文章介绍了PEMFC(质子交换膜燃料电池)的结构、工作原理、性能特点及其关键技术与关键材料，并对其广阔的应用前景进行了展望。     

质子交换膜燃料电池的膜电极及其湿度特性

质子交换膜燃料电池的膜电极结构与电池性能密切相关，膜的湿度直接影响膜的性能。膜内水的迁移受到多个参数的影响：较大的电流密度使水的净迁移量下降；电池温度的提高将增大电池水平衡的电流密度；提高湿化程度可以减小膜的欧姆损失。膜内的湿度不足以保证燃料电池正常工作，就必须采用湿化方法。水的迁移过程涉及到电池的压降和温度变化。实际的湿度状态是各种因素的综合．电池的工作条件最终决定了它自身的水平衡状态。     

质子交换膜燃料电池的开发应用

质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种新一代的发电技术,已成为世界各国特别是发达国家的研发重点被纳入发展规划,应用领域从特殊应用到商品化、产业化不断开拓.但PEMFC的产业化和推广应用受关键材料和工艺技术的制约,为了加速我国PEMFC的发展,今后必须投入足够的财力,组织相关学科的人才,制定可行的规划,加大科研力度.     

质子交换膜燃料电池可靠性分析

可靠性是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的重要指标，文中定性分析了PEMFC组成元件、装配工艺和工作过程的可靠性。提出了提高PEMFC可靠性的措施和可靠性的设计原则。     

质子交换膜燃料电池自增湿研究进展

概述了质子交换膜燃料电池自增湿研究状况，指出自增湿的出发点是有效利用电池阴极过程生成水。综述了薄电解质膜、新型自增湿膜、自增湿流场结构三种方法的研究进展及适用空间。对自增湿技术发展前景进行了探讨。     

质子交换膜燃料电池膜电极组件温度分布的神经网络预测模型

质子交换膜燃料电池膜电极组件表面的温度分布会影响质子交换膜燃料电池的性能、寿命和可靠性.为探究质子交换膜燃料电池传热规律,本文提出了一种基于神经网络的质子交换膜燃料电池膜电极组件温度分布的预测模型.本研究选取径向基函数神经网络(RBF)和广义回归神经网络(GRNN)两种神经网络,以电流密度、温度点的位置作为网络输入,不同位置的温度作为网络输出,对平行流道质子交换膜燃料电池、蛇形流道质子交换膜燃料电池分别建立了神经网络预测模型.结果显示,RBF神经网络预测的均方根误差平均为0.464、平均绝对百分误差为1.179％,GRNN神经网络预测的均方根误差平均为0.7155、平均绝对百分误差为2.27％;相较于GRNN神经网络,RBF神经网络精度更高;基于RBF神经网络的平行流道质子交换膜燃料电池膜电极组件温度分布预测模型预测值与96％的实验值的相对误差在5％以内.基于RBF神经网络的蛇形流道质子交换膜燃料电池膜电极组件温度分布预测模型预测值与95％的实验值的相对误差在5％以内.     

质子交换膜燃料电池的应用研究

质子交换膜燃料电池（PEMFC）与其它燃料电池一样，是利用氧化、还原反应产生电子流的装置。它以氢为燃料、以氧为氧化剂，把化学能直接转化为电能。由于该电池以氢气为燃料，生成的产物是水，对环境造成的污染少。在化石燃料日益短缺及环境污染日益严峻的条件下，燃料电池倍受关注。而近几年发展起来的质子交换膜燃料电池（PEMFC）由于其无污染、发电效率高等特点正受到各国各部门的重视。主要评述了PEMFC的主要用途、工作原理及其实现商业化所面临的几个主要问题。     

30KW质子交换膜燃料电池动力系统的研制

阐述30kW质子交换膜燃料电池（PEMFC）动力系统的研制工作;（1）建立30kW级的PEMFC测试站,达到对PEMFC控制运行以及对其性能进行测试改进的目的。（2）组装单电池并建立诊断,测试技术以及改进PEMFC膜电级（三合体）效能的技术;（3）组装5KW级,10kW级的PEMFC组功率模块,建立测试,改进其效能的技术;（4）将三台10KW级的PEMFC组功率模块进行系统集成完成30KW的PEMFC的动力系统。     

质子交换膜燃料电池（PEMFC）最新进展

评述了质子交换膜燃料电池的发展背景、最新进展、目前发展障碍和我国发展现状。     

质子交换膜燃料电池双极板材料研究进展

介绍了质子交换膜燃料电池双极板，着重介绍了质子交换膜燃料电池双极板的选材：金属材料，石墨材料，石墨／树脂复合材料，纤维增强石墨／树脂复合材料，对质子交换膜燃料电池双极板的选材做出了展望。     

阴极开放式质子交换膜燃料电池实验性研究

文中围绕实验室自制的开放式阴极自增湿型质子交换膜燃料电池开展了大量相关实验,采用FLUKE Ti25红外温度成像仪测得了各种操作条件下电池表面温度分布图像。实验结果表明:在封闭式阳极(anode dead-end)操作条件下,液态水会在阳极逐渐积累而影响反应气的传质,造成电池输出性能的衰减。通过阳极排气可以使电池性能恢复。纵观电堆表面温度分布情况,总体呈现出沿氢气流道方向递增的趋势。且随着电流密度的增大,这种温度分布的不均匀性变得更加明显。在实验所测试的范围内,电堆的平均输出功率密度达到了583 mW/cm2。     

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的建模方法研究

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是21世纪最有生命力的发电技术之一。参考大量文献，总结出PEMFC建模的基本方法。从电化学、液体动力学角度出发，全面地分析三维PEMFC数学模型，其具普遍意义。并阐明遗传算法、神经模糊控制技术在PEMFC控制方面的应用。     

质子交换膜燃料电池及其应用前景

介绍了PEMFC的结构和工作原理的，重点讨论了影响PEMFC性能的各种因素，回顾了国内外PEMFC的研究进展情况，并分析了PEMFC的主要应用领域，最后指出了PEMFC今后的研究方向。     

Fault diagnosis methods for Proton Exchange Membrane Fuel Cell system

In the field of alternative electrical power generation, the durability of the energy presents a great challenge to science. Fuel Cells (FCs) are considered as one of the future promising energy sources. The Proton Exchange Membrane (PEM) is more suitable for implementation into daily-use applications. To bring FCs into the market, such technology should have an adequate operation reliability, sufficient lifetime and acceptable cost. Therefore, different problems associated with the faults of FC various components influence the reliability of the system. The issues can be successfully overcome using the diagnostic tools as part of the advanced control system. In this paper, after a short presentation of the FC and its components, the paper emphasizes different faults that may occur. Using the literature, the root causes of these faults are identified. From this point, a state of the art on the recent studies concerning the fault diagnosis method is presented. In order to illustrate the state of the art, a brief experimental study of the impact of anode flooding is given and a signal-based diagnostic method is suggested.     

Experimental study on water transport coefficient in Proton Exchange Membrane Fuel Cell

Water transport within Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) is investigated by systematic measurements of the water transport coefficient, defined as the net water flux across the membrane divided by the water production. It is recorded for various operating conditions (current density, gas stoichiometry, air inlet relative humidity, temperature, pressure) in a fuel cell stack fed by dry hydrogen. The measurement of the water transport coefficient shows that a significant fraction of water is collected at the anode while water is produced or injected at the cathode. Moreover, in usual operating conditions, liquid water is present at the cell outlet not only in the cathode but also in the anode. Contrary to the electrical performances, ageing has no influence on the water transport coefficient, which allows the comparison between data collected at different periods of the fuel cell lifetime. From this comparison, it was found that the hydrogen flow rate, the amount of vapor injected at cathode inlet, and the temperature are the main parameters influencing the water transport coefficient. It is shown that air and hydrogen stoichiometry present significant effects on water transport but only through these parameters.     

Analysis of Proton Exchange Membrane Fuel Cell Systems Involving Heat Exchangers

Proton-exchange membrane fuel cells (PEMFCs) have been regarded as the new energy source for portable, stationary, and automotive applications. However, commercial exploitation of PEMFCs is still in an early stage, due to shortage of infrastructure in the society, high cost, and particularly the difficulty of the water/thermal management. One of the objectives of the current work is to analyze the water/thermal balances in a 100-kW class PEMFC system, consisting of PEMFC stack, compressor, intercooler, heater, humidifier, condenser, and radiator. As a first step, the heat and mass balances in the heat exchangers are analyzed for various water recovery schemes, followed by an analysis of the PEMFC stack effects on the system balance concerning the pressure drop and operating current density.     

质子交换膜燃料电池非贵金属催化剂研究进展

贵金属铂（Pt）基催化剂价格昂贵且易中毒,这是造成质子交换膜燃料电池难以大规模商业化的主要原因,而非贵金属催化剂有望替代Pt基催化剂来解决这一难题。本文综述了最近几年非贵金属催化剂在质子交换膜燃料电池中应用的研究进展,并提出了今后的研究重点和方向。     

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的产业化开发

本文简述了燃料电池的研发概况;综述了国内、外质子交换膜燃料电池(PEMFC)的技术状态;分析了PEMFC关键技术及其在商品化过程中存在的主要问题;研究了PEMFC产业化开发的方向;认为我国应加强PEMFC的开发力度,加速它的产业化进程.