质子交换膜燃料电池稳态自增湿性能分析

• 作者: 周勤文 张香平 李英
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 燃料电池 自增湿 质子交换膜 水传递 数值分析
• 年，卷（期）: 2014,（5）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 1893-1899
• 页数: 7页
• 分类号: TM911.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.05.048

摘要

增湿及水管理系统使得燃料电池系统结构复杂，质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell, PEMFC）自增湿操作在实用化方面逐渐引起研究者的兴趣。提高PEMFC自增湿性能的关键在于对生成水的有效管理，保证质子交换膜的良好水合。实践证实采用自增湿膜电极组件是一个有效途径。本文建立催化层中增加保水层的水传递平衡模型预测膜中水的分布，考察自增湿操作的可行性和稳定性。数值分析表明：只有低于50μm （如Nafion112）的薄膜能满足电池自增湿膜水合的要求。保证膜水合性能和电池操作稳定性的电池温度为60℃，操作压力为0.15 MPa，阴极气体过量系数可以增大到1.8。在上述操作条件下，电池自增湿性能与饱和增湿有可比性，与饱和增湿最佳条件有差距。因此 PEMFC 自增湿性能在综合考虑降低成本和费用，简化结构和操作时具有可行性，但不能替代增湿操作。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张香平	中国科学院过程工程研究所	56	849	16.0	28.0
2	李英	大连交通大学环境与化学工程学院	16	68	5.0	7.0
3	周勤文	大连交通大学环境与化学工程学院	2	21	2.0	2.0