發(fā)布時間：2020-06-23 18:20

【摘要】：PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)理論上只排放水,是沒有污染物的清潔能源,對于以后能源發(fā)展也是一種趨勢。標準狀態(tài)下,燃料電池理論電勢是1.23V,但在實際使用中的開路電壓只有0.95V~1.05V,其主要原因是氫氣滲透產生的過電勢降低了開路電壓。在以往研究中,認為氫氣滲透也符合法拉第定律,目前還沒有具體文獻和實驗證明這一觀點。本文避免這一假設,引進內電流的概念,重新推導出內電流與過電勢的關系,得出內電流的產生會影響電池開路電壓的結論。本文主要研究質子交換膜特性和質子交換膜內缺陷對電池的影響,分別從質子交換膜的厚度、質子交換膜內有孔、催化層有水膜和催化劑Pt載量大小等幾個方面來分析電池性能。質子交換膜厚度對電池的影響:當膜厚度減小時,氫氣滲透通量增加,在內電流相同的條件下,需要增大過電勢來平衡氧氣濃度的減小;在催化方面,催化層有水膜和催化劑Pt負載擔量會影響氫氣轉換成氫離子的數(shù)量,從而影響氫氣滲透通量,得出Pt負載擔量越大對電池越好,催化層有水膜比沒有水膜好的結論。同時也研究了在膜內有孔情況下,不同孔深度和孔密度對電池的影響:孔深度在110μm范圍內對電池影響相對較小,而且隨著孔深度增加,過電勢增加越明顯;分析孔密度在10以內,對電池影響相對小;對于L型裂紋,豎直方向影響要大于水平方向;并且電流密度在0~97 mA/cm~2范圍內,氫氣滲透產生的過電勢對電池的開路電壓影響大;隨著電流密度的增加其影響開路電壓的主要因素是歐姆損失;同時研究質子交換膜在有孔情況下,電池的電阻增加,電導率減小;電池的性能也會隨之下降。
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM911.4
【圖文】：

第 1 章 緒論第 1 章 緒論1.1 研究背景得益于國內經濟快速發(fā)展、居民的生活水平提升、國家政策的推動等影響，我國汽車保有量保持迅猛增長趨勢。預計隨著汽車銷量的基數(shù)持續(xù)攀升，乘用車新車市場在 2018 年~2020 年增速約 3%左右，總體處于低增速狀態(tài)。到 2020 年，國內乘用車銷量將達到 2700 萬輛。圖 1.1 和圖 1.2 分別為國內乘用車銷量和國內汽車保有量。

第 1 章 緒論第 1 章 緒論1.1 研究背景得益于國內經濟快速發(fā)展、居民的生活水平提升、國家政策的推動等影響，我國汽車保有量保持迅猛增長趨勢。預計隨著汽車銷量的基數(shù)持續(xù)攀升，乘用車新車市場在 2018 年~2020 年增速約 3%左右，總體處于低增速狀態(tài)。到 2020 年，國內乘用車銷量將達到 2700 萬輛。圖 1.1 和圖 1.2 分別為國內乘用車銷量和國內汽車保有量。

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