本文關鍵詞：低氫氣計量比下車載工況燃料電池電堆耐久性研究

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【摘要】：考察了1.9 k W質子交換膜燃料電池電堆在低氫氣化學計量比,電流快速連續(xù)變載條件下的耐久性。在244 h工況運行后,在電流密度為800 m A×cm-2的條件下,電堆單電池平均電壓從0.616 V下降到0.464 V,衰退率為0.623m V×h~(-1),由此可見電堆出現快速性能衰退。在實驗過程中,車載工況使得電堆陰陽極進氣壓力以及進氣溫度出現明顯波動,從而導致膜電極組件(MEA)遭受周期性的機械應力與熱應力沖擊。此外,在氫氣化學計量比為1.05條件下,電流快速連續(xù)加載會導致供氣系統響應遲緩,氣體供應不及時,甚至導致燃料局部供應不足,這可加劇載體碳腐蝕。極化曲線、循環(huán)伏安法(CV)測試、電化學交流阻抗譜(EIS)表征發(fā)現,電化學活性面積的下降引起了電堆的快速、不可逆的衰退。掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)表征顯示陽極催化層厚度變薄,陰陽極催化劑顆粒出現不同程度的長大。可見,在車載工況下,由于低氫氣計量比引起的局部缺氫,加速了碳載體腐蝕,并使Pt顆粒的團聚以及流失,影響燃料電池性能。
【作者單位】： 同濟大學新能源汽車工程中心;同濟大學汽車學院;華東理工大學資源與環(huán)境學院;
【關鍵詞】： 燃料電池 耐久性 陽極計量比 碳腐蝕
【基金】：國家高技術研究發(fā)展計劃項目(2012AA110501) 科技支撐項目(2013BAG15B00) 漢高基金教席
【分類號】：TM911.4
【正文快照】： 1前言質子交換膜燃料電池擁有運行溫度低、啟動迅速、能量轉換效率高和環(huán)境友好等特點,然而耐久性是阻礙燃料電池發(fā)展的一大瓶頸問題,燃料電池壽命需要達到5000 h才能滿足車用動力系統的要求[1]。降低車載燃料電池系統氫氣計量比有助于提高氫氣利用效率,縮減儲氫系統體積,提高

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本文編號：756655