质子交换膜燃料电池稳态自增湿性能分析

被引：7

作者：

李英 ^{[1
]}

周勤文 ^{[1
]}

张香平 ^{[2
]}

机构：

[1] 大连交通大学环境与化学工程学院

[2] 中国科学院过程工程研究所

来源：

化工学报 | 2014年 / 65卷 / 05期

关键词：

燃料电池; 自增湿; 质子交换膜; 水传递; 数值分析;

D O I：

暂无

中图分类号：

TM911.4 [燃料电池];

学科分类号：

0808 ;

摘要：

增湿及水管理系统使得燃料电池系统结构复杂,质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)自增湿操作在实用化方面逐渐引起研究者的兴趣。提高PEMFC自增湿性能的关键在于对生成水的有效管理,保证质子交换膜的良好水合。实践证实采用自增湿膜电极组件是一个有效途径。本文建立催化层中增加保水层的水传递平衡模型预测膜中水的分布,考察自增湿操作的可行性和稳定性。数值分析表明:只有低于50?m(如Nafion112)的薄膜能满足电池自增湿膜水合的要求。保证膜水合性能和电池操作稳定性的电池温度为60℃,操作压力为0.15 MPa,阴极气体过量系数可以增大到1.8。在上述操作条件下,电池自增湿性能与饱和增湿有可比性,与饱和增湿最佳条件有差距。因此PEMFC自增湿性能在综合考虑降低成本和费用,简化结构和操作时具有可行性,但不能替代增湿操作。

引用

页码：1893 / 1899

页数：7

共 20 条

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