质子交换膜燃料电池水淹/膜干研究

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:oldfly2005
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)以其能量转换效率高、环境友好及工作温度低等优势,在新能源领域受到广泛的青睐。但是目前PEMFC制造成本高、故障频发、寿命较短等约束了PEMFC大规模商业推广应用。由于PEMFC是一种多物理场耦合的非线性复杂系统,导致其故障的因素很多,尤其随着PEMFC功率增大,容易发生水淹/膜干现象。本文以实验室现有5kW电堆为实验对象,使用水冷型质子交换膜燃料电池测试平台,结合燃料电池在线交流阻抗谱测试仪进行了多组水淹/膜干实验,本文主要研究内容如下:(1)对PEMFC电堆的水淹/膜干问题进行了综述,从堆内水的迁移机理、产生原因及危害、检测方法和缓解措施几个方面进行了总结和归纳。在经典Randles电路模型的基础上进行改进得出适用于本电堆的R(C(R(RC)))等效电路模型。(2)通过控制变量法,分别改变电堆的温度及阴/阳极过量系数对电堆进行水淹实验。通过分析各条件下电压、交流阻抗谱以及均衡性得出对电堆水淹状态影响程度依次为:温度、阴极过量系数、阳极过量系数;检测水淹的主要参考依据为阴/阳极法拉第阻抗变大且欧姆阻抗几乎不变;电堆出现水淹都是先从故障片开始,逐渐影响到其他片最终导致整堆进入水淹状态。(3)通过改变电堆操作条件使电堆处于轻度和重度膜干状态,测量电堆极化曲线及欧姆阻抗等参数。实验显示在膜干严重时会出现非常危险反极的现象,判断电堆是否膜干的主要参考依据为电压骤降,欧姆阻抗变大;电堆膜干首先出现在故障片上,除故障片外首先出现在远离电堆气体进出口的单片开始,逐步向靠近气体进出口的单片扩散。(4)通过实验对水淹/膜干缓解措施进行分析,电堆进入膜干状态时,为保证安全,应先停机再使用饱和气体吹扫电堆并降低电堆温度;当电堆进入水淹状态时,脉冲排气可以作为辅助缓解措施,最重要的就是调节控制参数,升高电堆温度并提高阴/阳极过量系数,才能从水/热管理方面解决水淹问题。(5)使用JSM-7800F场发射扫描电子显微镜观察正常片和故障片的双极板、气体扩散层及质子交换膜微观结构的区别,根据结果可推测本电堆中的故障片出现故障是由于长期水淹浸泡和短时膜干高温导致的。
其他文献
事业的成败。一个企业能否开拓和稳步前进,同厂长的决策气魄和决策水平关系极大。过去在计划经济体制下,无论大事小事都由集体讨论决策;建立市场经济体制,厂长全权负责企业的
2012年12月17日,全国渔业科技促进年活动总结会在北京召开。会议充分肯定了全国渔业科技促进年活动工作成效,总结交流了各地、各单位渔业科技促进年活动的好做法和好经验,并对下
南海已进入休渔期,近日在广州部分市场却发现,部分水产品已经涨了一轮价,黄沙水产市场最贵的濑尿虾要170元/千克,可谓多年未遇的天价。业内表示,为期两个半月的南海伏季休渔正式实
阿克苏纺织工业城(开发区)是新疆纺织服装产业规划"三城"中的"首城",也是本次新疆行的首站。阿克苏纺织工业城距阿克苏市中心10公里,距阿克苏机场15公里,铁路、公路四通八达,500公
每年5月20日前后、池塘水温达到25℃时,正是温室甲鱼育肥放养的好时节。截至2014年6月18日,我县池塘放养甲鱼已基本结束,放养面积5500亩,放养量3000余吨。但是,部分养殖户放
近日,由立信门富士及高乐共同举办的"2018年立信门富士及高乐印度客户开放日"在位于广东中山的立信门富士工厂揭开序幕。活动共邀得六十多位来自印度孟买(Mumbai)、艾哈迈达巴德(A
日前,陕西省食品药品监督管理局、省水利厅、省农业厅三部门联合召开电视电话会议,动员部署为期3个月的水产品质量安全专项整治活动,旨在进一步建立健全日常监管机制,健全水产品
“国家要求经济由快速向高质量发展转变,也就是要求企业对于增长速度的心态必须有所转变,对于增长的理解应为质量的增长需要向正常发展.”江苏牛牌纺织机械有限公司董事长刘
目的:由急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)进展而成的急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome,ARDS)是脓毒症患者死亡的主要原因之一。炎症反应和氧化应激导致
党的十四届六中全会《决议》指出:"要以服务人民、奉献社会为宗旨,开展创建文明行业活动。各行各业特别是与群众生活关系密切的‘窗口行业’,都要根据自身特点,对职工普遍进