質(zhì)子交換膜燃料電池低溫動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著化石能源短缺和環(huán)境污染日益加劇,人類對(duì)于高能效的可替代能源的需求也越來越大。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC,Proton Exchange Membrane Fuel Cell)以其高能效、無污染的特點(diǎn)成為最合適的可替代能源之一,并且能夠廣泛應(yīng)用于動(dòng)力領(lǐng)域。但是,當(dāng)質(zhì)子交換膜燃料電池作為動(dòng)力裝置時(shí),面臨低溫環(huán)境下啟動(dòng)困難,持久性衰減等問題,這成為燃料電池商業(yè)化特性研究的重要方向。
　　 本論文在對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)部水傳遞

2、、熱量擴(kuò)散機(jī)理詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,采用質(zhì)子交換膜燃料電池進(jìn)行低溫環(huán)境下動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn),進(jìn)而研究電池在低溫下啟動(dòng)能力以及低溫耐久性?？疾炝嗽?3℃、-5℃環(huán)境溫度下,電流密度、陽極化學(xué)計(jì)量比對(duì)電池啟動(dòng)的影響,進(jìn)行了電流密度為100mA/cm2、150 mA/cm2、200mA/cm2以及陽極化學(xué)計(jì)量比為2.5、3、3.5的低溫啟動(dòng)實(shí)驗(yàn),并與常溫啟動(dòng)能力進(jìn)行對(duì)比。在參考常溫下反應(yīng)氣加濕對(duì)電池性能的研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了0℃、-3℃環(huán)境溫度下的

3、反應(yīng)氣加濕動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn),并對(duì)加濕程度進(jìn)行了分析討論,從而明確低溫下質(zhì)子交換膜的潤(rùn)濕度增加對(duì)電池動(dòng)態(tài)性能的改善。
　　 研究發(fā)現(xiàn),單體電池在常溫下以不同電流密度啟動(dòng)時(shí),輸出電壓最高可達(dá)1.15V,隨著環(huán)境溫度的降低,電池電壓會(huì)出現(xiàn)不同程度的衰減,尤其在-5℃啟動(dòng)過程中電池電壓衰減程度很大。
　　 低電流密度啟動(dòng)時(shí)電池電壓較高,電池溫度穩(wěn)定上升,性能得到恢復(fù),因此在低溫啟動(dòng)時(shí)可以先加載低電流密度啟動(dòng),直至電池溫度上升,反應(yīng)速