發(fā)布時間：2022-01-22 21:47

　　近年來,由于能源匱乏與環(huán)境惡化日益嚴(yán)重,使得能源和環(huán)境成為當(dāng)今社會的兩大熱門話題,解決好這兩大問題是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ),為了解決這一問題人們不斷地對新能源進行了開發(fā)和研究,其中質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）以高效、清潔、應(yīng)用范圍廣泛成為了最具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉粗弧，F(xiàn)階段針對PEMFC的研究主要為開發(fā)新材料的特性、發(fā)電性能如電流密度分布、電壓變化、耐久性等方面,而對其在高溫工況下燃料電池內(nèi)部溫度分布的研究尚處于發(fā)展階段,并且研究高溫工況（80℃～100℃）可以提高燃料電池的整體性能。在高溫工況下,單體部件結(jié)構(gòu)參數(shù)對單體燃料電池內(nèi)的溫度分布均勻性及發(fā)電性能有較大的影響。因此,本文的研究核心為燃料電池內(nèi)部的溫度分布情況,特別是反應(yīng)表面的溫度分布情況。為研究燃料電池反應(yīng)表面溫度分布對其發(fā)電性能和使用壽命的影響,本文采用實驗的方法,利用熱像儀測得雙極板背面溫度,并通過一維換熱模型計算反應(yīng)表面溫度分布,將計算結(jié)果與實驗得到的發(fā)電性能對應(yīng)后進行評估分析,其中反應(yīng)表面溫度特性通過反應(yīng)表面溫度(T_react)... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

質(zhì)子交換膜燃料電池實物圖

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-3質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理Fig.1-3Theprincipleofoperationofprotonexchangemembranefuelcell質(zhì)子交換膜燃料電池在工作過程中，O2和H2分別同時由陰極和陽極由雙極板進入，并在燃料電池內(nèi)部發(fā)生如下反應(yīng)[12]。陽極(負(fù)極)：22HHe（1-1）陰極(正極)：221222OHeHO（1-2）電池總反應(yīng)：2221+2HOHO熱能電能（1-3）1.4質(zhì)子交換膜燃料電池研究現(xiàn)狀1.4.1質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)峁芾硌芯楷F(xiàn)狀質(zhì)子交換膜燃料電池在工作過程中除了發(fā)電外，還會產(chǎn)生大量的熱，因此如果在高溫工況下散熱不及時會使反應(yīng)表面溫度分布不均勻，進而導(dǎo)致燃料電池發(fā)電性能降低，甚至溫度過高還會致使PEM脫水，使膜的質(zhì)子導(dǎo)電率降低，影響燃料電池的整體性能。但若燃料電池局部溫度過低，會導(dǎo)致催化劑的活性和反應(yīng)速率降低。因此綜上所述，針對燃料電池反應(yīng)表面溫度分布情況的研究則顯得尤為重要。（1）數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀數(shù)學(xué)模型從維度上區(qū)分總共分為一維模型，二維模型，三維模型。Fuller[13]等人通過二維仿真模型研究了燃料電池內(nèi)部溫度分布及水管理系統(tǒng)。Jung[14]等人通過二維仿真模型研究了燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。Dannenberg[15]等人通過二維仿真

多層平板導(dǎo)熱圖示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CO2近零排放的煤氣化燃料電池發(fā)電技術(shù)及挑戰(zhàn)[J]. 董斌琦,李初福,劉長磊,黃斌,王琦,范為鵬,李萍萍.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2019(07)
[2]太陽能耦合燃料電池聯(lián)供系統(tǒng)余熱回收的運行參數(shù)模擬研究[J]. 張濤,韓吉田,于澤庭,劉洋.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2019(12)
[3]質(zhì)子交換膜燃料電池密封材料應(yīng)力松弛行為研究及壽命預(yù)測（英文）[J]. 李果,鞏建鳴,談金祝,朱大勝,賈文華.  Journal of Central South University. 2019(03)
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[5]質(zhì)子交換膜燃料電池的熱模擬[J]. 溫小飛,肖金生,詹志剛.  電源技術(shù). 2006(06)
[6]質(zhì)子交換膜燃料電池表面溫度分布的測量[J]. 汪茂海,郭航,馬重芳,劉璿,俞堅,王朝陽.  電源技術(shù). 2004(12)
[7]質(zhì)子交換膜燃料電池水、熱、氣管理[J]. 崔東周,肖金生,潘牧,袁潤章.  電池. 2004(05)
[8]溫度、壓力和濕度對質(zhì)子交換膜燃料電池性能的影響[J]. 王文東,陳實,吳鋒.  能源研究與信息. 2003(01)

碩士論文
[1]具有閉塞端陽極質(zhì)子交換膜燃料電池的二維數(shù)值模擬[D]. 葉文.上海交通大學(xué) 2013
[2]質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)崮M計算[D]. 李忠華.武漢理工大學(xué) 2007
[3]質(zhì)子交換膜燃料電池堆的熱模擬及優(yōu)化[D]. 余江洪.武漢理工大學(xué) 2006
[4]質(zhì)子交換膜燃料電池中溫度分布的模擬[D]. 朱蓉文.武漢理工大學(xué) 2006



本文編號：3602957