贮氢合金在PEMFC发电系统中的应用

通过金属氢化物贮氢合金的充、放氢特性试验,以及贮氢器与质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统的匹配等试验,获得金属氢化物贮氢合金与PEMFC相匹配的技术特性。发现温度、充/放氢压力以及PEMFC负载等因素影响贮氢器的放氢性能。高的充氢压力有利于提高贮氢合金的储氢量,高的温度和压力能够改善贮氢合金的放氢性能,放氢速率随负载的变化而变化,其变化趋势相同。综合考虑贮氢合金性能的影响因素以及PEMFC发电系统的热特性,最后提出了贮氢合金作为PEMFC发电系统储氢单元的技术方案。     

便携式PEMFC移动电源系统的设计与研究

针对便携式通信电源的实际需要,结合小型燃料电池发电系统的技术发展,提出了小型化、轻便化、模块化的质子交换膜燃料电池(PEMFC)移动电源系统的总体设计方案。设计中,采用常压空气作为氧化剂,采用固态可逆金属储氢器来存储、供应氢气,限定氢气的流速与压力稳定在最佳工况值;利用散热风扇、外加散热片和小型增湿器来调节电池堆内部的温、湿度;采用大电容续流、直流斩波加脉宽调制的方式来实现稳压输出;采用以单片机为核心的控制单元来实现系统各单元的协调控制。最后研制了实验型样机,通过对其单项性能和实际负载能力的测试,发现其供电平稳,可靠性较高,达到了预期的设计目标。     

小型质子交换膜燃料电池的增湿技术研究

分析了PEMFC电池内部水的生成和转移过程，列举了各种增湿方法，指出了几种外增湿法对小型氢空质子交换膜燃料电池进行增湿的优缺点和对电池性能的影响。     

PEMFC发电系统稳态电压模型研究

从电化学的角度分析了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化特性,在此基础上针对其主要工作区在欧姆极化段的特点,通过测算出不同温度、操作压力条件下的等效热力学电动势与电池堆内阻,建立了一个简单实用的稳态电压模型。最后通过对一个500 W的PEMFC发电系统的稳态负载实验,验证了模型的建立是可行和合理的。     

小型PEMFC发电系统的控制方法研究

通过分析影响小型PEMFC发电系统运行特性的各个关键因素,结合小型化、实用化的要求,探讨了一种简便、易于操作的控制方法。利用系统内部各热源的热交换结构设计、控制散热风扇转速来进行温度的调节;采用内、外增湿相结合的方案来实现电池堆内部的湿度管理;采用了两级减压、限流的操作压力与流速控制方案,以及定时排放的尾气控制方案。设计了以单片机为核心的控制电路及其软件,经测试收到了较为满意的控制效果。     

基于灰色系统的质子交换膜燃料电池温度控制

质子交换膜燃料电池组工作时,产生大量热量,能否确保质子交换膜燃料电池的废热及时排出已成为其能否实用化的关键之一。直接采用温度传感器在质子交换膜燃料电池的尾气出口处测得温度,利用灰色系统解决“小样本”、“贫信息”不确定性问题的特点,建立预测尾气温度的新型数学模型,对下一时刻的出口温度进行预测,并根据预测的数据对风扇功率进行预调节,确保质子交换膜燃料电池工作在适宜的温度中。通过对实验数据的分析,此模型已达到较好的预测精度,并且由于程序的简单,较容易在硬件上实现,具有较高的实用性。     

层次分析法在小型野战质子交换膜燃料电池发电系统设计中的应用

首先提出小型野战质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统的设计准则和关键环节。之后利用层次分析(AHP)法将各设计环节分类，进行分析与评价，并根据分析的结果提出设计方案。最后利用样机对设计方案进行验证，证明采用层次分析法后PEMFC发电系统的设计更加科学、合理。     

小型PEMFC在野战通信供电中的应用

通过对我军野战通信电源的现状分析，结合小型PEMFC(即质子交换膜燃料电池)的技术发展，探讨了小型PEMFC在我军野战通信供电中的应用前景与装备部队的可行性，并进一步分析了开发此供电系统的技术路线以及需要着重解决的若干问题。     

质子交换膜燃料电池作为军事通信电源的应用前景分析

介绍了军队现有的通信电源装备在未来战争中存在的不足，以及质子交换膜燃料电池的特点．通过对质子交换膜燃料电池和现有通信电源装备的对比，分析了质子交换膜燃料电池作为军事通信电源存在的巨大优势。