近幾年,燃料電池由于高效、無污染受到很多國家的重視,并在眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其中,質(zhì)子交換膜燃料電池結(jié)構(gòu)簡單、工作溫度低、啟動速度快,是目前市場上最受歡迎的燃料電池。質(zhì)子交換膜燃料電池空冷電堆用空氣取代水作為電堆的冷卻劑,減少了電堆系統(tǒng)的BOP(輔助設(shè)備),被廣泛應(yīng)用于便攜電源、無人機等領(lǐng)域。然而空冷電堆的性能和壽命問題是阻礙其大規(guī)模發(fā)展的重要因素。本論文設(shè)計、制作了 50W的小型空冷電堆,并使用錐型空氣進氣管路取代傳統(tǒng)的風(fēng)扇裝置,用以調(diào)控具體的進氣流量。為保證電堆的性能,首先對選用的膜電極進行了單電池測試,結(jié)果表明電池在0.6V電壓下功率可達1W/cm2,然后對電堆不同條件下的性能優(yōu)化進行了研究,取得的主要進展如下:首先,在高低溫交變環(huán)境實驗箱內(nèi)研究了環(huán)境溫度(5～40℃)對電堆性能的影響。實驗研究表明,電堆在環(huán)境溫度20～30℃表現(xiàn)出最佳性能。環(huán)境溫度過低時,電堆的整體溫度較低,性能變差;環(huán)境溫度過高時,電堆內(nèi)部缺水,膜電極性能降低。其次,采用錐型進氣管路,研究空氣進氣量(30L/min,60L/min,90 L/min)對電堆性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),空冷電堆中,因為空氣既是反應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 燃料電池簡介
    1.2 燃料電池的特點
        1.2.1 燃料電池的優(yōu)點
        1.2.2 燃料電池的分類
    1.3 國內(nèi)外燃料電池的發(fā)展
        1.3.1 國外燃料電池的發(fā)展
        1.3.2 國內(nèi)燃料電池的發(fā)展
    1.4 質(zhì)子交換膜燃料電池
        1.4.1 原理
        1.4.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的研究進展
    1.5 質(zhì)子交換膜燃料電池電堆
        1.5.1 單電池和電堆的基本結(jié)構(gòu)
        1.5.2 水冷電堆
        1.5.3 空冷電堆
    1.6 選題內(nèi)容
第二章 實驗材料、儀器設(shè)備和測試的方法
    2.1 實驗材料與儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗儀器和設(shè)備
    2.2 單電池測試
        2.2.1 樣品的準(zhǔn)備
        2.2.2 單電池的組裝
        2.2.3 單電池測試
    2.3 電堆測試
        2.3.1 空冷電堆的制作和組裝
        2.3.2 空冷電堆的測試
第三章 自制50W空冷電堆性能優(yōu)化條件研究
    3.1 引言
    3.2 實驗過程
        3.2.1 單電池測試
        3.2.2 電堆環(huán)境溫度測試
        3.2.3 空氣進量對電堆性能影響測試
        3.2.4 尾排周期測試
        3.2.5 尾氣吹掃實驗
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 單電池測試
        3.3.2 環(huán)境溫度與進氣流量對電堆性能的影響
        3.3.3 尾氣排放周期對空冷電堆性能的影響
        3.3.4 尾氣吹掃對電壓的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 空冷電堆壽命測試
    4.1 引言
    4.2 實驗過程
        4.2.1 電堆活化和性能測試
        4.2.2 怠速循環(huán)工況測試
        4.2.3 額定工況
        4.2.4 變載工況
        4.2.5 啟停工況
        4.2.6 性能衰減率和電池壽命計算
    4.3 結(jié)果與討論
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 研究展望
參考文獻
碩士期間的研究成果
致謝



本文編號：3759875