發(fā)布時(shí)間：2024-03-11 04:59

　　質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)具有高效率、潔凈、工作溫度低等優(yōu)點(diǎn),被公認(rèn)為是氫能源技術(shù)的重點(diǎn)方向。為了研究氧氣替代空氣之PEMFC的輸出靜特性,深刻認(rèn)識(shí)引起其輸出特性差異的機(jī)理,本論文對(duì)其進(jìn)行了建模仿真和實(shí)驗(yàn)研究,優(yōu)選了操作參數(shù)并分析了凈功率收益。論文基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头謩e建立了陰極通入空氣與氧氣的PEMFC數(shù)學(xué)模型,并借助Matlab/Simulink平臺(tái)對(duì)其輸出靜特性及其特性差異的內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行了仿真分析;自制了一顆反應(yīng)面積為5.29cm2的PEMFC,以此為實(shí)驗(yàn)對(duì)象驗(yàn)證了仿真結(jié)果,優(yōu)選了化學(xué)劑量比和工作溫度。研究結(jié)果表明:(1)所建立的數(shù)學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果重合度好,該模型可為用氧氣替代空氣PEMFC的靜態(tài)輸出特性預(yù)測(cè)提供依據(jù);(2)氧氣替代空氣可大幅度提升輸出功率,在通常操作電壓0.6V⁰.8V區(qū)間,輸出功率增加一倍以上,并呈現(xiàn)出電壓越高增幅越大的規(guī)律;(3)以氧氣替代空氣時(shí),PEMFC輸出功率增加的內(nèi)在機(jī)理在于陰極端氧氣濃度的提升使:(a)熱力學(xué)電動(dòng)勢(shì)增加,(b)活化極化作用降低,(c)在0.6V⁰.8V區(qū)間,并未出現(xiàn)明顯的濃差極化;(4)較...

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.2質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖

貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文14圖2.1PEMFC工作原理示意圖2.2PEMFC的結(jié)構(gòu)質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)是由許多獨(dú)立部件組裝而成，如圖2.2所示，主要包括由PEMFC的核心部分膜電極組（MEA），密封以及隔斷氣體作用的密封墊片，傳輸反應(yīng)氣體的流道板、收集電流作用的....

圖2.3質(zhì)子交換膜構(gòu)造圖

圖2.3質(zhì)子交換膜構(gòu)造圖FC的質(zhì)子交換膜通常需滿足以下條件:離子傳導(dǎo)率，降低燃料電池內(nèi)部由質(zhì)子傳導(dǎo)所子足夠大，即材料的聚合程度高，可減弱高聚壽命；、氧氣）在PEM中的滲透性盡可能小，避免氣與氧氣在電極表面直接發(fā)生反應(yīng)，造成電極局的粘彈性質(zhì)能滿足電極與膜間的黏結(jié)要求（減少....

圖2.4MEA結(jié)構(gòu)示意圖

圖2.4MEA結(jié)構(gòu)示意圖2.2.6流道板流道板又稱雙極板，主要功能為提供燃料或氧化劑經(jīng)流道至電化學(xué)反應(yīng)區(qū)，并能夠作為膜電極組之固定內(nèi)部支撐組件，同時(shí)作為外部電路相連通道。由于與氣體擴(kuò)散層接觸，所以本身必須具備抗腐蝕的特性，以防止氧化后，離子毒化催化劑與質(zhì)子交換膜，同時(shí)必須....

圖3.1PEMFC的極化曲線圖

圖3.1PEMFC的極化曲線圖（1）燃料電池的開路電壓電池的可逆電壓是單體電池在開路時(shí)熱力動(dòng)態(tài)平衡條件下所獲得的電位。如果在參考溫度25°C時(shí)，可以用改進(jìn)的Nernst公式得出[48-49]：=22×(0)....

本文編號(hào)：3925858