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阳极多口进气方式对空冷型质子交换膜燃料电池水热特性的影响
1
作者 雷基林 戈志晖 +3 位作者 李杰 刘懿 刘锋 夏臻玮 《内燃机工程》 北大核心 2025年第1期100-108,共9页
为研究空冷型质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)内部水热特性,改善电池内部水、热等物理性质的均匀性,提出了阳极多口进气的方式。基于单通蛇形流道进气方式,提出了四种进气方式,并建立了三维模型进行计算... 为研究空冷型质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)内部水热特性,改善电池内部水、热等物理性质的均匀性,提出了阳极多口进气的方式。基于单通蛇形流道进气方式,提出了四种进气方式,并建立了三维模型进行计算分析。结果表明:在0.635 V电压下,使用多口进气的方式均能够提升质子交换膜燃料电池的输出性能,改善膜电流密度、膜水含量、阳极催化层氢气含量、阳极催化层水含量的均匀性,但同侧进气的方式温度均匀性较差。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 阳极进气优化 数值模拟 水热特性
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空冷型质子交换膜燃料电池堆最优性能输出控制 被引量：20
2
作者 卫东 郑东 褚磊民 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1293-1300,共8页
空冷型质子交换膜燃料电池具有结构简单、自身能耗低等特点,在便携式电源研究领域有着良好的应用前景。本文通过实验研究环温和负载变化对电堆工作温度的影响关系,揭示温度和湿度特性对电堆输出性能的影响规律。通过建立基于遗传算法优... 空冷型质子交换膜燃料电池具有结构简单、自身能耗低等特点,在便携式电源研究领域有着良好的应用前景。本文通过实验研究环温和负载变化对电堆工作温度的影响关系,揭示温度和湿度特性对电堆输出性能的影响规律。通过建立基于遗传算法优化的温度特性模型,应用模糊-PID融合算法,设计电堆温度控制器,以及根据各电流输出段的湿度特性,采用不同方式控制尾气排放周期,最终保证电堆输出性能最优。 展开更多
关键词 空冷型质子交换膜燃料电池 温度特性 湿度特性 输出性能 控制
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空冷型质子交换膜燃料电池堆温湿度特性自适应模糊建模与输出控制 被引量：20
3
作者 卫东 郑东 郑恩辉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第23期114-120,共7页
空冷型质子交换膜燃料电池(air-cooling proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)堆具有结构简单,系统自身能耗低等特点,在便携式电源研究方面有良好的应用前景。以移动机器人为供电对象,通过实验获得最优性能输出下的最佳电堆工作... 空冷型质子交换膜燃料电池(air-cooling proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)堆具有结构简单,系统自身能耗低等特点,在便携式电源研究方面有良好的应用前景。以移动机器人为供电对象,通过实验获得最优性能输出下的最佳电堆工作温度和尾气排放周期变化规律,应用自适应模糊辨识方法建立电堆温湿度特性模型,并针对负载变化特点,采用自适应模糊控制方法设计电堆温度和湿度控制器,在满足系统稳态和动态性能基础上,获得最优性能输出。 展开更多
关键词 空冷型质子交换膜燃料电池堆 温湿度特性 自适应模糊辨识 自适应模糊控制
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空冷型质子交换膜燃料电池堆温湿度特性建模 被引量：1
4
作者 卫东 褚磊民 郑东 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期467-469,475,共4页
空冷型质子交换膜燃料电池(Air-CoolingPEMFC)电堆具有结构简单,自身能耗低等特点,在便携式电源研究领域有着更为光明的应用前景。在电堆的工作条件中,电堆工作温度和湿度是影响电堆性能的关键因素。以实验手段对空冷型电堆的温度和湿... 空冷型质子交换膜燃料电池(Air-CoolingPEMFC)电堆具有结构简单,自身能耗低等特点,在便携式电源研究领域有着更为光明的应用前景。在电堆的工作条件中,电堆工作温度和湿度是影响电堆性能的关键因素。以实验手段对空冷型电堆的温度和湿度特性进行研究,通过实验数据分析电堆工作温度和尾气排放周期对输出性能的影响,并结合分析结果基于遗传算法建立了电堆温度和湿度特性经验模型。研究结果有助于空冷型PEMFC电堆的温度和湿度特性分析、模型优化和实时控制系统的设计。 展开更多
关键词 空冷型质子交换膜燃料电池电堆 温度和湿度特性 经验模型
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空冷型质子交换膜燃料电池电堆温度控制系统设计 被引量：7
5
作者 褚磊民 卫东 +2 位作者 陆勇军 周唯逸 张怡 《工业控制计算机》 2009年第10期18-20,共3页
空冷型质子交换膜燃料电池(Air-Cooling PEMFC)电堆的工作条件中,电堆温度对电堆性能的影响最大,电堆温度的控制直接影响电堆的性能指标。首先分析了空冷型PEMFC电堆的温度特性,通过实验手段获得了电堆的最佳工作温度-电流曲线,并拟合... 空冷型质子交换膜燃料电池(Air-Cooling PEMFC)电堆的工作条件中,电堆温度对电堆性能的影响最大,电堆温度的控制直接影响电堆的性能指标。首先分析了空冷型PEMFC电堆的温度特性,通过实验手段获得了电堆的最佳工作温度-电流曲线,并拟合出了经验公式。在此基础上设计了该类电堆的温度控制系统,提出了模糊PID融合控制算法。实验结果表明该温度控制系统具有良好的静态和动态特性,有效地解决了空冷型PEMFC电堆的温度控制问题。 展开更多
关键词 空冷型质子交换膜燃料电池 电堆温度 温度特性 模糊PID融合控制
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空冷型质子交换膜燃料电池水热管理的研究现状 被引量：1
6
作者 杨长幸 赵润贤 +1 位作者 潘瑞昕 胡鸣若 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第4期346-350,共5页
介绍了空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)水热管理的研究现状,在此基础上,对该领域的重要研究方向进行了归纳和展望。首先,介绍了空冷型PEMFC的应用背景及特点,即空冷型PEMFC适用于低功率、小质量、小体积的场所;其次,着重回顾当前空冷型... 介绍了空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)水热管理的研究现状,在此基础上,对该领域的重要研究方向进行了归纳和展望。首先,介绍了空冷型PEMFC的应用背景及特点,即空冷型PEMFC适用于低功率、小质量、小体积的场所;其次,着重回顾当前空冷型PEMFC水热管理的研究进展,即现有研究采用实验和数值模拟的方法,揭示了运行参数对空冷型PEMFC热管理的影响;此外,通过研究空冷型PEMFC内部液态水的分布规律,揭示了其对电池性能的影响。基于发现的水热管理现象,研究人员提出了相应的优化措施,通过优化流场结构可以改善空冷型PEMFC内部的温度场、湿度场;通过新型控制算法使得电池性能达到最佳并且将电池温度保持在合理范围内。最后,指出研究空冷型PEMFC液态水的动态分布规律、分析质子交换膜内部应力分布以及探索阴极催化剂衰减机制是空冷型PEMFC水热管理的重要研究方向。 展开更多
关键词 空冷型质子交换膜燃料电池 水热管理 实验研究 数值模拟 流场优化
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空冷型质子交换膜燃料电池实验研究 被引量：4
7
作者 赵思臣 李龙 +2 位作者 王奔 韩明 贾俊波 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期65-67,87,共4页
对实验室自制的空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)在不同工况时的稳定性、负载阶跃响应、单体电池电压分布以及表面温度分布开展了实验研究。实验结果表明:定期阳极排气可维持空冷型PEMFC长时间稳定运行;大负载条件下,单体电池电压分布... 对实验室自制的空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)在不同工况时的稳定性、负载阶跃响应、单体电池电压分布以及表面温度分布开展了实验研究。实验结果表明:定期阳极排气可维持空冷型PEMFC长时间稳定运行;大负载条件下,单体电池电压分布均匀性降低,呈现两边高、中间低的现象;电池组温度分布与单体电池电压分布具有一致性。该工作对于空冷型PEMFC性能研究以及燃料电池系统效率提升具有一定的指导和参考价值。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 空冷型 输出特性 单体电池电压分布 表面温度分布
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空冷型质子交换膜燃料电池系统效率的实验研究 被引量：2
8
作者 翟俊香 何广利 +1 位作者 许壮 刘聪敏 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第6期1885-1889,共5页
以空冷型质子交换膜燃料电池系统为研究对象,通过实验测试,获得了全功率下的系统效率。实验结果显示:在燃料电池系统全功率范围内,系统效率随系统功率变化呈现抛物线形状。随着系统功率提高,系统效率快速上升,达到最高效率后缓慢降低,... 以空冷型质子交换膜燃料电池系统为研究对象,通过实验测试,获得了全功率下的系统效率。实验结果显示:在燃料电池系统全功率范围内,系统效率随系统功率变化呈现抛物线形状。随着系统功率提高,系统效率快速上升,达到最高效率后缓慢降低,然后基本趋于平缓。系统在额定功率下的效率约为47%,系统最高效率约为56%,出现在系统50%额定功率点附近。本文设计了一个双堆结构空冷型燃料电池系统。基本设计理念是燃料电池系统含有两个电堆,而且双堆串联进气即将前一个电堆的阳极尾端氢气,经过气水分离器后引入后一个电堆。实验结果显示:在相同排氢频率条件下,与相同单电池数量的单堆系统相比,双堆结构燃料电池系统发电性能基本没有变化,在高功率区间发电性能略有提升;双堆结构燃料电池系统效率有明显增加,系统最高效率达60.23%。在低功率发电区间,系统效率大概增加了2%~4%;在高功率发电区间,系统效率大概增加了约5%。该双堆结构燃料电池系统具有良好的实际应用价值。 展开更多
关键词 空冷型质子交换膜燃料电池系统 全功率范围 系统效率 双堆结构系统
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基于温度效应的空冷型质子交换膜燃料电池动态建模 被引量：8
9
作者 柯超 甘屹 +2 位作者 王胜佳 朱荣杰 陈伟 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2021年第8期488-495,共8页
为有效预测燃料电池在不同工况下的动态响应,从输出电压与温度进行考察。首先,通过经验公式和实验数据建立质子交换膜燃料电池电堆输出电压模型,模型中参数使用遗传算法确定。然后,通过燃料电池热平衡方程建立电堆温度模型,模型中热损... 为有效预测燃料电池在不同工况下的动态响应,从输出电压与温度进行考察。首先,通过经验公式和实验数据建立质子交换膜燃料电池电堆输出电压模型,模型中参数使用遗传算法确定。然后,通过燃料电池热平衡方程建立电堆温度模型,模型中热损失方程的空气换热系数使用PID控制器控制并进行数字化仿真。搭建1 kW级带有辅助散热风扇的电堆系统来验证输出电压与温度模型,所获得的输出电压平均误差为0.45 V,输出温度平均误差为0.6℃。结果表明,所提出的输出电压模型与温度模型能有效预测电堆输出电压与温度,其中电堆温度模型可应用于质子交换膜燃料电池低温启动时电堆性能和辅助系统控制的相关研究。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 温度效应 遗传算法 动态响应
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高海拔环境下空冷质子交换膜燃料电池性能研究
10
作者 石强强 刘宏波 +3 位作者 秦江 刘海东 沈轶岭 谢佳乐 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期345-352,共8页
高海拔地区低温和低氧环境往往会对质子交换膜燃料电池(PEMFC)无人机(UAV)的启动和巡航工作造成困难。为研究环境变量对不同海拔高度PEMFC的性能影响,分别在200、3000、4000m高度下对燃料电池系统进行测试和分析。结果表明,随着海拔高... 高海拔地区低温和低氧环境往往会对质子交换膜燃料电池(PEMFC)无人机(UAV)的启动和巡航工作造成困难。为研究环境变量对不同海拔高度PEMFC的性能影响,分别在200、3000、4000m高度下对燃料电池系统进行测试和分析。结果表明,随着海拔高度的上升,PEMFC系统输出性能不断降低。在3000 m高度低湿条件下采取阴极进气加热,电堆最大电流密度由0.38 A/cm^(2)下降至0.33 A/cm^(2)。而在4000 m高度夜间相对高湿环境下,进气预热后电堆最大电流密度由0.32 A/cm^(2)提升至0.36 A/cm^(2)。同时,结合系统仿真分析,建立无人机PEMFC在不同海拔环境下的性能预测模型,电池性能预测与实验数据误差不超过5%,可用于准确预评估机载电池的性能。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 电流密度 含水量 氧含量 性能评估
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基于集成经验模态分解和极限学习机的质子交换膜燃料电池寿命预测
11
作者 陈景文 杨淇 +2 位作者 兰天一 华志广 赵冬冬 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期135-141,共7页
基于数据驱动的预测方法可实现质子交换膜燃料电池(PEMFC)的寿命预测。为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)寿命预测精度,提出将集成经验模态分解(EEMD)和粒子群算法(PSO)优化极限学习机(ELM)相结合的PEMFC剩余使用寿命预测方法。首先,采... 基于数据驱动的预测方法可实现质子交换膜燃料电池(PEMFC)的寿命预测。为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)寿命预测精度,提出将集成经验模态分解(EEMD)和粒子群算法(PSO)优化极限学习机(ELM)相结合的PEMFC剩余使用寿命预测方法。首先,采用移动平均滤波法在滤除噪声和尖峰的同时,保留原始数据的主要趋势;其次,通过EEMD对原始数据进行多时间尺度分解,得到不同时间尺度下PEMFC的老化信息;最后,将分解后的本征模函数分别通过PSO优化的ELM模型进行预测,能在保证预测精度的情况下降低运算复杂度。通过与经典的极限学习机模型预测结果进行对比,该方法能更加准确地预测PEMFC的老化趋势。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 预测 经验模态分解 极限学习机
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质子交换膜燃料电池增湿策略研究进展
12
作者 叶立 叶志鹏 +2 位作者 贺浩然 张绮冬 王译增 《化学工程》 北大核心 2025年第2期13-19,70,共8页
PEMFC(质子交换膜燃料电池)具有效率高、功率密度大、清洁无污染、工作寿命长、工作温度低且运行稳定等优点。水管理作为质子交换膜的关键技术之一,受到广泛关注。PEMFC内质子交换膜在使用过程中需要维持合适的湿度,以拥有较高的质子电... PEMFC(质子交换膜燃料电池)具有效率高、功率密度大、清洁无污染、工作寿命长、工作温度低且运行稳定等优点。水管理作为质子交换膜的关键技术之一,受到广泛关注。PEMFC内质子交换膜在使用过程中需要维持合适的湿度,以拥有较高的质子电导率和耐久性能,因此需要适当的增湿策略保证质子交换膜处于合适的水合状态。燃料电池的增湿策略大致可分为内增湿和外增湿。内增湿又可分为化学加湿和物理加湿,外增湿可分为鼓泡增湿、直接注水增湿、焓轮增湿和膜增湿等。分别介绍了每一种增湿方法的工作原理和性能,以此分析不同方法的特点,并基于此,识别每种方法在特定应用领域中的适用性和效能,为与具体应用场景的结合提供参考。总体而言,PEMFC的增湿技术之后发展可能主要聚焦于低温自增湿膜电极的构建,自增湿和外增湿技术的协同应用,以及对增湿过程的控制优化。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 水管理 内增湿 外增湿
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质子交换膜燃料电池不同流场结构的分布特性研究
13
作者 詹昕 宋微 +1 位作者 丁峰 邵志刚 《电源技术》 北大核心 2025年第1期192-201,共10页
流场结构是影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能以及特性参数分布的重要因素。了解PEMFC内各种特性的分布是提高电池性能、稳定性和耐用性的先决条件。因此,有必要充分了解燃料电池中的性能参数分布特性。利用数值模拟与仿真研究了平行... 流场结构是影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能以及特性参数分布的重要因素。了解PEMFC内各种特性的分布是提高电池性能、稳定性和耐用性的先决条件。因此,有必要充分了解燃料电池中的性能参数分布特性。利用数值模拟与仿真研究了平行、单蛇形和三蛇形流场的电池性能差异,对比了三种流场对燃料电池分布特性的影响,并使用一种新颖的标准——阻抗分布,来评估流场结构对性能均匀性的影响。结果表明,采用蛇形流场的燃料电池极化曲线性能优于平行流场。通过分析电流密度、阻抗和温度分布,得出平行流场均匀性更好的结论,三蛇形流场则兼顾了单蛇形和平行流场的优点。通过引入均匀度参数(标准差)来描述特性参数分布的均匀性,平行、单蛇形和多蛇形流场的阻抗分布均匀度参数分别为0.235、0.305和0.245Ω·cm^(2)。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 流场结构 数值模拟 均匀性研究
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质子交换膜燃料电池双极板流动结构仿生设计探究
14
作者 石自航 杨亚晶 +1 位作者 魏衍举 张晨杨 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第4期70-80,共11页
针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部燃料分布不均匀以及水管理能力不足导致的性能受限问题,基于海棠叶的叶脉结构,设计了一种新型仿生流场,采用数值方法深入研究了其性能。首先,通过观察海棠叶脉的自然流动形态,设计仿生流场;然后,通过... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部燃料分布不均匀以及水管理能力不足导致的性能受限问题,基于海棠叶的叶脉结构,设计了一种新型仿生流场,采用数值方法深入研究了其性能。首先,通过观察海棠叶脉的自然流动形态,设计仿生流场;然后,通过数值模拟对比分析仿生流场、传统蛇形流场和平行流场的流场性能;最后,探究极限电流密度、峰值功率密度及内部氧气和电流密度的分布特性。研究结果表明:与传统的蛇形流场和平行流场相比,仿生流场的压降更低,催化层氧气浓度分布更均匀,供气质量更高;相较于平行流场和蛇形流场,仿生流场的电池极限电流密度分别提升了35.42%、6.81%,峰值功率密度分别增加了29.71%、5.22%,且除水能力较平行流场有所提升。该研究为PEMFC流场设计的优化提供了新思路,对提升燃料电池的整体性能和效率具有重要的实际应用价值。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 仿生流场 海棠叶脉 双极板
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质子交换膜燃料电池催化层功能梯度设计进展
15
作者 李艺彤 郭航 +1 位作者 陈浩 叶芳 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第5期637-650,共14页
催化层作为电化学反应的场所,是质子交换膜燃料电池的重要组成部件。为了促进质子交换膜燃料电池的性能提升和成本降低以及考虑到催化层中反应物质的不均匀分布,催化层组成成分被考虑设计成梯度分布以提高各成分和反应物的利用率,从而... 催化层作为电化学反应的场所,是质子交换膜燃料电池的重要组成部件。为了促进质子交换膜燃料电池的性能提升和成本降低以及考虑到催化层中反应物质的不均匀分布,催化层组成成分被考虑设计成梯度分布以提高各成分和反应物的利用率,从而在不增加成本的前提下提高燃料电池性能。功能梯度催化层是质子交换膜燃料电池性能提升的重要手段之一。因此,该文从不同组成成分、不同方向详细综述了催化层的功能梯度分布设计。催化层成分的梯度分布研究主要以催化剂载量和离聚物载量为对象,从燃料电池3个不同方向,以不同的非均匀分布形式进行分布设计。功能梯度催化层可以有效地改善反应物、温度和电流密度分布的均匀性以及提高燃料电池性能,是发展高性能质子交换膜燃料电池的重要手段之一。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 催化剂 离聚物 梯度分布 传热传质 催化层
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质子交换膜燃料电池阴极催化层微观结构表征研究进展
16
作者 李薛茹 马哲杰 李平 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第2期812-821,共10页
氢质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)具有无污染、高效率等特点,是理想的零碳排放发电装置,其成本、性能及耐用性与阴极催化层(cathode catalyst layer,CCL)的组成和结构密切相关。CCL主要由Pt/C催化剂... 氢质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)具有无污染、高效率等特点,是理想的零碳排放发电装置,其成本、性能及耐用性与阴极催化层(cathode catalyst layer,CCL)的组成和结构密切相关。CCL主要由Pt/C催化剂、离聚物和孔隙区域组成,其中碳载体传导电子,离聚物传导质子,孔隙传输反应气体,这种复杂构成对精准表征其微观结构进而揭示构效关系带来了极大挑战。本文总结了CCL微观结构表征的研究进展,从催化层形貌、孔隙结构、离聚物及Pt纳米粒子分布这四个方面的表征,详细阐释了针对CCL内不同构成部分的各类表征手段,指出单一的表征方法无法揭示CCL内部的复杂精细结构,需要联用多种表征手法从不同尺度和不同维度进行观测。发展对CCL微观结构表征的方法有助于全面阐释燃料电池运行过程中催化剂、反应气体和离聚物之间的相互作用机理,有助于提供真实结构参数以精准构建CCL计算模型,掌握催化层内质量传递、热量传递、质子及电子传导等信息,为燃料电池的性能提升和技术瓶颈突破提供科学支撑。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 阴极催化层 微观结构 表征技术
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机车动态工况下质子交换膜燃料电池多孔电极衰退机理分析
17
作者 唐双喜 张雪霞 +1 位作者 黄磊 邱丹洛 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第7期2699-2709,I0021,共12页
为探究质子交换膜燃料电池(protonexchange membrane fuel cell,PEMFC)在机车动态工况下的衰退行为,针对300 W的电堆进行900 h耐久性实验,该文提出一种弛豫时间分布与传输线模型相结合的衰退机理评估方法。首先,根据电堆的不一致性选择... 为探究质子交换膜燃料电池(protonexchange membrane fuel cell,PEMFC)在机车动态工况下的衰退行为,针对300 W的电堆进行900 h耐久性实验,该文提出一种弛豫时间分布与传输线模型相结合的衰退机理评估方法。首先,根据电堆的不一致性选择衰退最明显的单池作为研究对象,在分析极化曲线和阻抗谱的基础上,采用弛豫时间分布探究各频段极化过程的变化趋势,并建立传输线模型进行参数辨识及量化;最后,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)表征不同单池的微观形貌。结果表明,0~500 h期间,催化剂性能基本保持稳定,碳腐蚀使电极孔隙率增加并改善质量传输损耗;500~900 h期间,催化剂加速衰退,累积的碳腐蚀导致电极结构严重破坏,大量微孔消失和结构坍塌使质量传输性能迅速恶化,最终导致PEMFC失效。所提方法能够有效评估燃料电池多孔电极的衰退机理。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 耐久性 电化学阻抗谱 催化剂衰退 碳腐蚀
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基于AMESim的质子交换膜燃料电池测试系统仿真与实验分析
18
作者 周天鹏 牛礼民 +1 位作者 音建华 司铭 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第2期252-259,共8页
为了辅助燃料电池测试系统的开发以及运行参数调控,需要通过构建系统仿真模型进行系统关键参数匹配优化和性能分析评价,从而制定燃料电池测试系统的控制策略,提升系统的性能和可靠性。该文根据燃料电池堆测试台原理拓扑结构确定所需关... 为了辅助燃料电池测试系统的开发以及运行参数调控,需要通过构建系统仿真模型进行系统关键参数匹配优化和性能分析评价,从而制定燃料电池测试系统的控制策略,提升系统的性能和可靠性。该文根据燃料电池堆测试台原理拓扑结构确定所需关键零部件,建立零部件模型并搭建燃料电池测试系统仿真模型,并按照实验要求对系统模型中各零部件进行参数标定;通过模拟仿真对测试系统中关键性能参数输出结果进行预测和评估;并将仿真结果与实际测试数据进行对比分析。结果表明:燃料电池测试系统的实验数据与建立的模型仿真结果一致性较高,计算所得燃料电池的各项参数指标的平均绝对百分比误差最大为3.65%。该模型可用于燃料电池测试台的性能研究和控制策略优化,为测试系统开发以及提高燃料电池动态响应性能提供了有效的仿真工具支持。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 测试系统 高级工程建模与仿真平台(AMESim) 模型验证 评价分析
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质子交换膜燃料电池用氢气杂质检测技术进展
19
作者 徐广通 王亚敏 李霄霞 《石油炼制与化工》 CAS 北大核心 2025年第1期1-10,共10页
氢能作为洁净可持续发展能源已成为世界各国未来能源体系的重要组成部分,也是全球实现碳减排的重要技术途径。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是氢能利用的重要技术途径,保障PEMFC长周期安全运行对作为反应原料的氢气有特定的质量要求。概述... 氢能作为洁净可持续发展能源已成为世界各国未来能源体系的重要组成部分,也是全球实现碳减排的重要技术途径。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是氢能利用的重要技术途径,保障PEMFC长周期安全运行对作为反应原料的氢气有特定的质量要求。概述了PEMFC对原料氢气的品质要求,介绍了国内外PEMFC用氢气检测技术及标准,综述了中石化石油化工科学研究院有限公司(简称石科院)在PEMFC用氢气杂质检测技术中的研究进展。石科院提出的预浓缩耦合气相色谱-硫化学发光检测器质谱检测器(GC-SCD MS)方案,在一次进样下可同时测定氢气中含硫化合物、甲醛和有机氯化物等组分含量,对硫化氢、甲醛和一氯甲烷的检测限分别为0.01,0.1,0.5 nmol/mol;提出的气相色谱-热导检测器火焰离子化检测器(GC-TCD FID)方案可以快速测定氢气中的永久性气体以及烃类化合物含量;提出的气相色谱-脉冲氦离子化检测器(GC-PDHID)方案可以快速测定氢气中的一氧化碳和二氧化碳含量。此外,石科院设计的多阀柱系统可较好地解决背景干扰问题,检测限达50 nmol/mol;采用光腔衰荡光谱(CRDS)测定氢气中的氨含量,检测限可达1.8 nmol/mol。以此为基础,制定了系列氢气中杂质检测的团体标准和国家标准,建立了国家首个通过CMA和CNAS认证的氢能检测实验室,在不同产氢工艺的杂质溯源、国家氢能示范城市建设以及2022年北京冬奥会氢气质量监测中得到应用。 展开更多
关键词 氢能 质子交换膜燃料电池 杂质检测 气相色谱 质谱
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质子交换膜燃料电池反应物流道研究进展
20
作者 杨涛 张晓明 +2 位作者 徐冉 支泽林 马佼佼 《电源技术》 北大核心 2025年第1期72-81,共10页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的反应物流道起到将反应气体尽可能均匀地分配到整个燃料电池的作用,对燃料电池的性能至关重要,其流道的结构设计也是目前最活跃的研究领域之一。根据反应物流道的结构类型,可将反应物流道按类型及发展历程... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的反应物流道起到将反应气体尽可能均匀地分配到整个燃料电池的作用,对燃料电池的性能至关重要,其流道的结构设计也是目前最活跃的研究领域之一。根据反应物流道的结构类型,可将反应物流道按类型及发展历程分为常规形流道、基于常规流道的改进型流道、仿生型流道、三维复杂流道等。分析了各种流道类型的结构形式及研究现状,可以为未来质子交换膜燃料电池反应物流道的设计提供相应的参考。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 反应物流道 流场 传质
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