小型氫空燃料電池結(jié)構(gòu)及操作條件優(yōu)化的研究.pdf

1、燃料電池是一種具有較高的功率密度和能量轉(zhuǎn)化效率，并且對環(huán)境無污染的新能源利用發(fā)電裝置。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的工作溫度較低，啟動迅速，規(guī)模可大可小，其相關(guān)技術(shù)的研究也極為活躍。其中小型氫-空質(zhì)子交換膜燃料電池由于其特有的一些優(yōu)勢，目前已處在商業(yè)化的前夜。
　　 本文綜述了PEMFC的技術(shù)原理，概況了其目前的研究進(jìn)展。以小型氫－空質(zhì)子交換膜燃料電池為研究對象，在自行設(shè)計了一種小型電池堆簡易結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，研究對電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行

2、創(chuàng)新改進(jìn)以及操作條件的優(yōu)化對電池堆性能的影響。
　　 首先，本文研究了加裝氣體分散板、進(jìn)氣方式以及出氣方式對電池堆輸出性能的影響。主要內(nèi)容為：在進(jìn)氣端及出氣端加裝不同規(guī)格的孔板作為分散板，測試其效果；對電池分別采用單孔進(jìn)氣、雙孔進(jìn)氣以及三孔進(jìn)氣方式進(jìn)行測試，比較結(jié)果；在出氣端加裝閥門進(jìn)行間歇放氣，測試不同放氣頻率的影響。實驗表明，采用加裝氣體分配板、雙孔進(jìn)氣以及間歇放氣頻率為10s 是有利于提高小型PEMFC 電池堆的性能。

3、r>　　 其次，本文研究了活化工藝對電池堆系統(tǒng)性能提高的影響。本文自行設(shè)計了一種新型的循環(huán)活化方法，組裝相同的燃料電池堆，分別采用循環(huán)活化方法及傳統(tǒng)的恒流自然活化方法和恒流強(qiáng)制活化方法進(jìn)行膜電極的活化。實驗結(jié)果表明，采用新的循環(huán)活化方法可以在較短的時間內(nèi)使電極達(dá)到最佳狀態(tài)和工作性能。
　　 最后，研究在優(yōu)化的結(jié)構(gòu)和操作條件的基礎(chǔ)上，測試電池堆的最佳性能表現(xiàn)。實驗結(jié)果表明：在對電池堆結(jié)構(gòu)及操作條件進(jìn)行優(yōu)化后，電池堆單片電壓分布非