PEMFC堆電效率與PEMFC-溫差熱機電熱聯(lián)供的實驗研究.pdf

1、質子交換膜燃料電池(PEMFC)以其能量轉化效率高、對環(huán)境污染小、噪音低、啟動速度快、能在室溫附近工作等諸多優(yōu)點被認為是21世紀首選的潔凈、高效的發(fā)電技術。然而，在實際應用中，質子交換膜燃料電池的燃料綜合利用率并不高，其主要原因為質子交換膜燃料電池輸出電效率受到各種操作條件的影響，降低了電池堆的電效率，同時質子交換膜燃料電池在發(fā)電的過程中產(chǎn)生熱，這部分余熱占總能量的40％～60％，但由于余熱的品位低，利用困難，因而降低了燃料的利用率。為

2、此，本文以提高燃料綜合利用率為目的，對質子交換膜燃料電池堆電效率及PEMFC-溫差熱機電熱聯(lián)供進行了實驗研究。 本論文以額定功率100W的質子交換膜燃料電池堆為實驗對象，研究了在不同負載下，溫度、壓力和濕度等工作參數(shù)對電池堆電效率的影響機理；采用正交實驗方法，分析了工作參數(shù)對電池堆電效率的影響程度和最優(yōu)操作條件，結果表明：溫度、壓力、濕度及溫度與濕度間存在耦合作用對電池堆電效率影響高度顯著，且溫度的影響效果大于其它因素，電池堆獲

3、得最高輸出電效率的最優(yōu)操作條件為實驗工作參數(shù)范圍的上限，即溫度60℃、壓力0.3MPa、濕度100％。結合溫差熱機和質子交換膜燃料電池的特點，提出了利用質子交換膜燃料電池的余熱驅動溫差熱機的設想；對換熱器及PEMFC電池堆的功率進行了匹配設計，實驗研究了PEMFC-溫差熱機電熱聯(lián)供可行性與效果，實驗結果表明，質子交換膜燃料電池堆的余熱能夠滿足溫差熱機的工作要求，可以通過PEMFC-溫差熱機電熱聯(lián)供輸出電能和機械能。通過電熱聯(lián)供，可以將系