2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、質子交換膜燃料電池中膜的電導率與膜中水含量密切相關。如果膜的水含量過高,容易造成水淹,并導致與其相連的電極或者氣體擴散層中的孔道被堵塞;如果膜的水合狀態(tài)過低,不利于質子的傳導。因此須對質子交換膜進行加濕,以確保質子交換膜處于良好的水合狀態(tài),并且同時應控制適當?shù)乃植家员WC電池性能. 本課題選用一種多孔碳板作為增濕器的核心材料,這種多孔碳板密度小、導熱性能良好并且在一定壓力的作用下允許流體通過。電池工作時,高溫循環(huán)水通過碳板內(nèi)部孔

2、隙滲透到到反應氣側,并吸收碳板從循環(huán)水側傳遞到反應氣側的熱量進行蒸發(fā),對電池增濕,同時反應氣也吸收熱量升溫。這種增濕器的增濕效率高、體積小、重量輕、無需外界動力支持、增濕水量容易控制并且有效利用了電池工作時的廢熱。 圍繞以上幾點,本論文的主要內(nèi)容可以概括為多孔碳板的增濕特性研究以及增濕器的設計、制作、性能測試。研究發(fā)現(xiàn): (1)碳板的有效孔隙率與孔徑大小聯(lián)合起來對滲水量起作用,有效孔隙率越高孔徑越大滲水量越大,其中有效孔

3、隙率為6.8%的碳板滲透率為1.5md; (2)隨著壓力增加,多孔碳板滲水速度越來越快,壓力為30kpa時有效孔隙率為6.8%的碳板滲水速度為0.56g/cm2·min;在滲水量較大時,環(huán)境溫度(燃料電池工作溫度范圍內(nèi))對滲水量的影響不大,滲水速度比蒸發(fā)速度快得多; (3)10kpa的壓力作用下,增濕器沒有氣體通過時,沒有外部力量將流道內(nèi)部的水排出,滲透水量有限,增濕量僅為15g/min;氣體通過時,流動空氣所帶來的吹掃

4、效果把水帶出增濕器,增濕水量達50g/min;進一步增加空氣流量,碳板表面的已經(jīng)液態(tài)水被吹走,但由于沒有大量的熱量來源,無法蒸發(fā)碳板表面的水膜,碳板的滲水量難以增加;氣體溫度升高時,氣體中所含熱量與水的蒸發(fā)潛熱相比太小,同樣無法使液態(tài)水蒸發(fā),滲水量也難以增加; (4)隨循環(huán)水溫升高,大量熱量從循環(huán)水向反應氣傳遞,碳板表面的水膜被蒸發(fā),碳板滲水速度加快,在7kpa的壓力下,增濕量為41g/min:當溫度進一步升高,進入增濕器的氣體

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