简介：摘要：标准单电池是用来测试和评价燃料电池质子交换膜,催化剂以及膜电极等材料性能的重要工具,其流场形式对测试结果有重要的影响，以25cm^2 PEMFC单电池为研究对象,该工艺将在实验数据的基础上,通过调整各个参数来改变实际运行工况下双馈电线FC单翼电流、转矩特性曲线图以及开关状态下电池箱内电场变化规律，并对影响因素做定性定量总结和理论研究工作。

简介：摘要本文主要主要介绍燃料电池系统的动态模型，其主要目的是预测PEMFC动力系统的动态行为。为了确保燃料电池系统始终处于最佳状态，需要在不同的运行范围、环境条件下对系统理解、预测和控制。在这个模型中，我们假设阳极输入气流的相对湿度是100％。并且，假设阳极流动通道和所有阴极、阳极气体都被集中为一个体积。

简介：对质子交换膜燃料电池单体建立了三维稳态电化学模型,考察了气体扩散层孔隙率对电池性能的影响,验证了扩散层孔隙率及层厚的变化反映从气体通道到扩散层和催化剂层的反应气体扩散量,进而影响电化学反应的活跃程度;以膜与阴极催化剂层界面处获得的最大电压为目标函数,采用鲍威尔搜索法对气体扩散层孔隙率进行数值优化,得到了扩散层孔隙率和层厚的最优值.通过优化前后氧气浓度和电流密度的对比显示,这些参数可以显著改善电极的传质性能,使燃料电池获得最佳性能.

简介：通过瞬态测试方法,结合理论分析,依据空气/氧气同样条件下的动态负载试验对比,分析阴极氧浓度对PEMFC动态响应特性的影响。结果表明：当化学计量比为1.2时,氧气的低调几乎没有随着电流密度阶跃增大而增大,而空气测试时低调和响应时间随电流阶跃增加呈现明显的线性增加;当空气和氧气流速相同时,氧气低调变化很小,但是过量的氧气破坏了电池的水平衡,导致响应时间大大增加;随氧浓度增加,PEMFC动态响应的低调和响应时间线性减少。

简介：Thispaperpresentedacontroldesignmethodologyforaprotonexchangemembranefuelcell(PEMFC)generationsystemforresidentialapplications.Thedynamicbehaviorofthegenerationsystemiscomplexinsuchapplications.Acomprehensivecontroldesignisveryimportantforachievingasteadysystemoperationandefficiency.Thecontrolstrategyfora60kWgenerationsystemwasproposedandtestedbasedonthesystemdynamicmodel.Atwo-variablesingleneuronproportional-integral(PI)decouplingcontrollerwasdevelopedforanodepressureandhumiditybyadjustingthehydrogenflowandwaterinjection.Asimilarcontrollerwasdevelopedforcathodepressureandhumiditybyadjustingtheexhaustflowandwaterinjection.Thedesiredoxygenexcessratiowaskeptbyafeedbackcontrollerbasedontheloadcurrent.Anoptimalseekingcontrollerwasusedtotracetheuniqueoptimalpowerpoint.TwonegativefeedbackcontrollerswereusedtoprovideACpowerandasuitablevoltageforresidentialloadsbyapowerconditioningunit.Controlsimulationtestsshowedthat60kWPEMFCgenerationsystemrespondedwellforcomputer-simulatedstepchangesintheloadpowerdemand.Thiscontrolmethodologyfora60kWPEMFCgenerationsystemwouldbeacompetitivesolutionforsystemleveldesignssuchasparameterdesign,performanceanalysis,andonlineoptimization.

简介：Inthispaper,a60kWprotonexchangemembranefuelcell(PEMFC)generationsystemismodeledinordertodesignthesystemparametersandinvestigatethestaticanddynamiccharacteristicsforcontrolpurposes.Toachieveanoverallsystemmodel,thesystemisdividedintofivemodules:thePEMFCstack(anodeandcathodeflows,membranehydration,andstackvoltageandpower),cathodeairsupply(aircompressor,supplymanifold,cooler,andhumidifier),anodefuelsupply(hydrogenvalveandhumidifier),cathodeexhaustexit(exitmanifoldandwaterreturn),andpowerconditioning(DC/DCandDC/AC)modules.Usingacombinationofempiricalandphysicalmodelingtechniques,themodelisdevelopedtosettheoperationconditionsofcurrent,temperature,andcathodeandanodegasflowsandpressures,whichhavemajorimpactsonsystemperformance.Thecurrentmodelisbasedona60kWPEMFCpowerplantdesignedforresidentialapplicationsandtakesaccountoftheelectrochemicalandthermalaspectsofchemicalreactionswithinthestackaswellasflowsofreactantsacrossthesystem.Thesimulationtestsshowthatthesystemmodelcanrepresentthestaticanddynamiccharacteristicsofa60kWPEMFCgenerationsystem,whichismathematicallysimpleforsystemparametersandcontroldesigns.

简介：提出了一种新的催化层结构,该催化层中的Nafion从内向外成梯度增大。测试显示,新结构的催化层相对于常规催化层不仅开路电压高,而且单电池性能同样优于常规催化层。CV测试结果显示,催化层中Nafion含量的变化对阴极电极中Pt催化剂活性面积影响很小;新电极不仅电阻小,而且具有良好的气体传递能力和排水能力。

简介：摘要：为了研究氧气浓度对质子交换膜燃料电池（ PEMFC）输出特性的影响，建立了 PEMFC阴极通入氧气与空气输出特性的数学模型，借助 Matlab/Simulink平台，对电池的输出特性进行仿真。结果表明，氧气浓度的增加可显著提升功率，其原因在于氧气浓度的提升使 Nernst电压增加、活化过电压降低、浓差过电压大幅度减少。

简介：

简介：用丁腈橡胶（CTBN）共聚改性酚醛树脂作为浸渍剂对炭纸坯体进行浸渍，经模压固化、炭化和石墨化工艺制得质子交换膜燃料电池用炭纸。研究浸渍剂中丁腈橡胶含量对炭纸性能的影响。研究结果表明：随CTBN含量增加，炭纸的孔隙率、透气性及导电性能均得到改善。并且发现炭纤维与基体炭的界面结合程度对炭纸导电性能的影响大于石墨化度的影响。随CTBN含量增加，炭纸的强度先增加后降低，当丁腈橡胶添加量占酚醛树脂质量的30％时炭纸强度达最大值。所得PEMFC用炭纸性能参数如下：电阻率18．0mΩ．cm，孔隙率65．6％，透气度为2050m1．mm．cm^-2．hr^-1．mmAq^-1；抗拉强度30．14MPa和抗弯强度68．15MPa，分别比改性前提高了28％~1165％。

简介：摘要由于传统化石能源紧缺和全球气候变暖等问题，寻找新型清洁能源成为研究热点之一。质子交换膜燃料电池因其反应气体储量充分且可再生，反应高效、无污染等优点，成为公认的清洁能源之一，从而引起社会广泛关注。双极板是质子交换膜燃料电池核心部件之一，占据了电池组很大一部分的质量和成本，且承担着均匀分配反应气体、传导电流、串联各单电池等功能。为了寻找双极板经济高效的制备方法，对双极板的材料及其制备工艺进行了对比和分析。

简介：对质子交换膜燃料电池进行了三维多物理场建模。在多物理场建模的基础上,通过COMSOLMutiphysics中的4种应用模式,利用电流平衡、质量传输方程和动量传递方程等去模拟PEMFC的膜电极（MEA）中阴极侧和交换膜上的工作状态,分析了膜电极阴极侧上的压力分布、气体质量分数分布、气体速度场分布以及电流密度分布等,为蛇形流场PEMFC提供了全面的性能分析和设计上的理论依据,最后通过设计上的改进,解决了该电池的水淹问题。

简介：【摘要】基于某峰值功率200KW大功率三堆集成质子交换膜氢燃料电池( PEMFC)，使用稳态CFD分析技术对进气及排气管路进行开发，重点评价进气流量一致性和排气压降一致性。优化后方案满足设计目标。