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《汕头大学》 2010年
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小型氢空燃料电池结构及操作条件优化的研究

孟艺飞  
【摘要】: 燃料电池是一种具有较高的功率密度和能量转化效率,并且对环境无污染的新能源利用发电装置。质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作温度较低,启动迅速,规模可大可小,其相关技术的研究也极为活跃。其中小型氢-空质子交换膜燃料电池由于其特有的一些优势,目前已处在商业化的前夜。 本文综述了PEMFC的技术原理,概况了其目前的研究进展。以小型氢-空质子交换膜燃料电池为研究对象,在自行设计了一种小型电池堆简易结构的基础上,研究对电池结构进行创新改进以及操作条件的优化对电池堆性能的影响。 首先,本文研究了加装气体分散板、进气方式以及出气方式对电池堆输出性能的影响。主要内容为:在进气端及出气端加装不同规格的孔板作为分散板,测试其效果;对电池分别采用单孔进气、双孔进气以及三孔进气方式进行测试,比较结果;在出气端加装阀门进行间歇放气,测试不同放气频率的影响。实验表明,采用加装气体分配板、双孔进气以及间歇放气频率为10s是有利于提高小型PEMFC电池堆的性能。 其次,本文研究了活化工艺对电池堆系统性能提高的影响。本文自行设计了一种新型的循环活化方法,组装相同的燃料电池堆,分别采用循环活化方法及传统的恒流自然活化方法和恒流强制活化方法进行膜电极的活化。实验结果表明,采用新的循环活化方法可以在较短的时间内使电极达到最佳状态和工作性能。 最后,研究在优化的结构和操作条件的基础上,测试电池堆的最佳性能表现。实验结果表明:在对电池堆结构及操作条件进行优化后,电池堆单片电压分布非常均匀,在很大范围内减少氢气流量对电池堆性能输出影响不大,说明膜电极活化效果非常好,氢气利用率大大提高。电池堆最高的功率密度出现在工作电流6A时,达到48W;并且长时间运行下,电池堆性能稳定。
【学位授予单位】:汕头大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM911.4

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 查全性;试评小功率氢-空气燃料电池[J];电池;2002年03期
2 沈培康;加快燃料电池产业化进程的建议[J];电池;2002年03期
3 胡鸣若,朱新坚,顾安忠,石玉美;质子交换膜燃料电池的水热管理[J];电池;2003年04期
4 葛善海,衣宝廉,徐洪峰,韩明,邵志刚;质子交换膜燃料电池的研究[J];电化学;1998年03期
5 徐洪峰,韩明,衣宝廉;质子交换膜燃料电池的性能[J];大连铁道学院学报;1999年03期
6 丛文博,金丽华,刘志祥;质子交换膜燃料电池的初步研究[J];电源技术;2001年01期
7 侯明,吴金锋,衣宝廉,韩明;PEM燃料电池流场板[J];电源技术;2001年04期
8 胡鸣若,顾安忠,石玉美;交指型极板的质子交换膜燃料电池阴极模拟[J];电源技术;2002年02期
9 朱科,陈延禧,韩佐青,张继炎,孙燕宝;质子交换膜燃料电池膜电极活化工艺及机理[J];电源技术;2002年04期
10 胡里清,李拯,夏建伟,吴忻,傅明竹,赵景辉,胡纯;燃料电池运行压力对整车燃料效率的影响[J];电源技术;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张学伟;质子交换膜燃料电池膜电极的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 崔东周;质子交换膜燃料电池气场的模拟与优化[D];武汉理工大学;2004年
2 刘邦卫;质子交换膜燃料电池膜电极组成和性能研究[D];天津大学;2005年
3 华周发;质子交换膜燃料电池反极现象研究[D];武汉理工大学;2006年
4 彭其泽;燃料电池发动机水热管理系统研究[D];武汉理工大学;2007年
5 张玉平;质子交换膜燃料电池膜内水传递研究[D];武汉理工大学;2007年
6 高现文;三通道蛇形流场板氢—空质子交换膜燃料电池的实验研究与数值模拟[D];江苏大学;2007年
7 黄丹峰;基于阴极交叉型流场小型燃料电池堆的研究[D];武汉理工大学;2008年
8 袁燕森;小型氢—空燃料电池的结构及其性能的研究[D];汕头大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张竹茜;贾力;张欣欣;;应用于质子交换膜燃料电池的数值优化方法[J];北京交通大学学报;2010年03期
2 陈海清,王金全,薛洪熙,王文平,王强;氢能与质子交换膜燃料电池[J];兵工自动化;2005年01期
3 吴韬;齐亮;郭建伟;王要武;谢晓峰;唐有根;陈昊;;直接甲醇燃料电池在军事领域上的应用[J];兵工自动化;2007年01期
4 庞志成,胡玉春;燃料电池技术原理和应用[J];节能与环保;2002年12期
5 陈彬剑,方肇洪;燃料电池技术的发展现状[J];节能与环保;2004年08期
6 杜晋峰;白洋;褚武扬;乔利杰;;温度和湿度对Nafion膜氢传感器性能的影响[J];北京科技大学学报;2010年06期
7 肖攀;陈广伟;邓楚南;;电动汽车的电池技术研究[J];北京汽车;2005年06期
8 覃有为;刘坤;肖金生;;车用质子交换膜燃料电池堆阴极进气系统模拟及优化[J];北京汽车;2007年03期
9 范韬;;质子交换膜燃料电池及其在电动汽车上的应用[J];北京汽车;2009年04期
10 聂明;张连营;李庆;何璧;;质子交换膜燃料电池研究现状[J];表面技术;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宛朝辉;唐浩林;潘牧;木士春;袁润章;;静电自组装甲醇燃料电池用阻醇膜的制备与性能[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
2 张日清;周震涛;;直接甲醇燃料电池三元阳极催化剂的研制[A];电动车及新型电池学术交流会论文集[C];2003年
3 叶季蕾;吴福保;杨波;;燃料电池的研究进展与应用前景[A];第十三届中国科协年会第15分会场-大规模储能技术的发展与应用研讨会论文集[C];2011年
4 何琨;吴德荣;马紫峰;;大型乙烯裂解炉与固体氧化物燃料电池的联合[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
5 汪强兵;奚正平;汤慧萍;王培;王建勇;杨保军;葛渊;;多孔材料在燃料电池中的应用[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
6 朱蓉文;肖金生;余江洪;;冷却水对电池中温度分布的影响[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
7 罗马吉;罗志平;潘牧;;质子交换膜燃料电池电堆活化过程研究[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
8 张炳力;徐德胜;方运舟;;氢燃料电池电动汽车关键技术研究[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
9 张炳力;徐德胜;方运舟;;氢燃料电池电动汽车关键技术研究[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年
10 刘向;郭振波;张伟;王东;钱斌;;质子交换膜燃料电池膜电极组件性能研究[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨宇;基于汽车产业的新能源多层次发展研究[D];中国地质大学(北京);2011年
2 魏永生;直接甲醇燃料电池膜电极的关键材料与模型模拟研究[D];北京交通大学;2011年
3 张杨;用于直接甲醇燃料电池的新型磺化聚芳醚酮质子交换膜材料的制备与性能研究[D];吉林大学;2011年
4 李伟伟;以Nb_2O_5·nH_2O为助剂的甲醇氧化电催化剂的制备与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
5 全睿;车用燃料电池系统故障诊断与维护若干关键问题研究[D];武汉理工大学;2011年
6 李奇;质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究[D];西南交通大学;2011年
7 孙景钌;分布式发电条件下配电系统保护原理研究[D];天津大学;2010年
8 初园园;直接甲醇燃料电池阳极Pt基催化剂可控合成及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 王景涛;膜微结构调控与质子传递过程强化[D];天津大学;2012年
10 林震;水基火箭推进系统空间性能研究[D];北京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许标;被动式微型直接甲醇燃料电池的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 黄健;PEMFC输出性能影响因素的仿真研究[D];昆明理工大学;2010年
3 张洪卫;直接甲醇燃料电池PtRuNd薄膜催化剂的结构表征和电催化研究[D];昆明理工大学;2009年
4 郭路;用于PEMFC双极板的新型Ni-Cr-Fe合金的制备[D];武汉理工大学;2010年
5 王晓辉;燃料电池用聚苯乙烯基固体电解质膜的合成与表征[D];东华大学;2011年
6 公维磊;质子交换膜燃料电池建模及动态仿真[D];山东建筑大学;2011年
7 李秀明;液流电池膜内水相结构离子传输的数值模拟[D];吉林大学;2011年
8 李昌平;基于分支结构的PEMFC双极板流场结构数值模拟与优化[D];武汉理工大学;2011年
9 乔运乾;基于树叶形态的PEMFC双极板结构设计与优化[D];武汉理工大学;2011年
10 谷云飞;质子交换膜燃料电池金属双极板成形工艺研究[D];武汉理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 解同信;;最小二乘法求作拟合直线[J];北京工业职业技术学院学报;2006年03期
2 张健,张政;交指型电极的质子交换膜燃料电池阴极内传质过程的数值模拟[J];北京化工大学学报(自然科学版);2003年05期
3 单长吉,卓小军,刘祖萍;燃料电池的可视化数值模拟方法应用[J];四川职业技术学院学报;2003年01期
4 李文震,周振华,周卫江,李焕巧,赵新生,汪国雄,孙公权,辛勤;直接甲醇燃料电池阴极Pt/C催化剂的制备与表征──制备及处理方法的影响[J];催化学报;2003年06期
5 周振华,周卫江,姜鲁华,王素力,汪国雄,孙公权,辛勤;高分散直接甲醇燃料电池Pt/C阴极电催化剂的制备过程机理与表征[J];催化学报;2004年01期
6 马小杰;方卫民;;质子交换膜燃料电池双极板研究进展[J];材料导报;2006年01期
7 陈羚,程璇,彭程,张颖,范钦柏;新型燃料电池用质子交换膜研究进展[J];材料科学与工程学报;2003年05期
8 罗建曦,张扬军,涂尚荣;车用燃料电池发动机试验台热管理系统设计[J];车用发动机;2003年04期
9 谢康,卢青春,金振华,高大威,黄海燕;燃料电池发动机测试系统的开发[J];车用发动机;2003年05期
10 陈坤尧,沈培康;燃料电池进展(上)[J];电池;1994年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 詹志刚;质子交换膜燃料电池中水传输机理研究[D];武汉理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王福兵;PEM燃料电池Pt/C电催化剂制备和性能研究[D];天津大学;2004年
2 张海林;质子交换膜燃料电池复合膜及膜电极的研究[D];北京化工大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨遇春;燃料电池及其相关材料新进展(一)[J];稀有金属;1999年02期
2 张金庆,房曙光;质子交换膜燃料电池技术的发展及应用[J];河南化工;2003年12期
3 王艳辉,王树东,吴迪镛;PEMFC制氢技术现状[J];环境污染治理技术与设备;1999年01期
4 马紫峰,袁晓姿,和庆钢,J Hagen,V M Schmidt;固体聚合物电解质对质子交换膜燃料电池反应器的“电生”加氢特性的影响[J];化工学报;2004年05期
5 张丽彬;陈晓宁;吴文健;高洪涛;;质子交换膜燃料电池发展前景探讨[J];农业工程技术(新能源产业);2011年04期
6 王明华,朱新坚,曹广益,隋升,余晴春,胡鸣若,范征宇;正交设计法优化PEMFC催化层的最佳配比[J];电化学;2003年04期
7 卫东,朱新坚,曹广益;基于改进遗传算法的PEMFC电堆温度模型建模[J];化工学报;2005年03期
8 赵晓林;韩敏芳;;质子交换膜燃料电池催化剂研究[J];稀有金属材料与工程;2007年S2期
9 彭健;蒋柏泉;黄庆荣;王敏炜;;稀有金属在质子交换膜燃料电池中的应用研究[J];稀有金属;2007年S1期
10 邵晶;刘传桂;刘晶华;刘长鹏;;聚合物电解质膜燃料电池的研究概况[J];甘肃化工;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程健;许世森;;大型SOFC/GT发电系统模拟[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
2 王绍荣;聂怀文;王文;曹佳弟;温廷琏;吕之奕;王大千;;中温平板型固体氧化物燃料电池堆的研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
3 王树新;谢春刚;王延辉;;PEMFC-thermoengine:水下滑翔机动力新系统[A];中国可再生能源学会海洋能专业委员会成立大会暨第一届学术讨论会论文集[C];2008年
4 黄乃宝;梁成浩;郭华;;抛光液对304钢在模拟PEMFC阳极环境中电化学行为的影响[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年
5 秦敬玉;徐鹏;王利生;谢晓峰;毛宗强;;18千瓦PEMFC电堆的循环水管理模型[A];第三届全国氢能学术会议论文集[C];2001年
6 秦敬玉;徐鹏;王利生;陈全世;毛宗强;;18千瓦PEMFC电堆的循环水管理模型[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年
7 ;Comprehensive Control of Proton Exchange Membrane Fuel Cell as Backup Power Supply for UPS[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 徐群杰;潘红涛;云虹;李美明;;SnO_2膜表面改性304不锈钢在模拟PEMFC环境下的耐蚀性研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
9 王绍荣;聂怀文;曹佳弟;温廷琏;吕之奕;王大千;;中温平板型固体氧化物燃料电池堆的研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集稀土专辑[C];2004年
10 汪涛;潘太军;薛文龙;;纯钛表面电化学法合成聚吡咯涂层及其腐蚀性能研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 于洋 张兆军;直接甲醇燃料电池技术获多项突破[N];科技日报;2011年
2 王江霞;直接甲醇燃料电池技术获多项突破[N];中国石化报;2011年
3 姜虹;燃料电池为绿色奥运提供清洁能源[N];中国化工报;2002年
4 中国科学院长春应用化学研究所陆天虹;燃料电池汽车商业化前景看好[N];中国化工报;2002年
5 张蔚;通用将在美国本土生产雪佛兰Volt专用电池堆[N];中国工业报;2009年
6 祝同华 秦伟;我国燃料电池研究驶入发展快车道[N];中国电子报;2003年
7 董释伦;氢离子交换膜燃料电池前景看好[N];解放日报;2001年
8 北京化工大学炭纤维及复合材料研究所 张学军;未来谁给我们供电?[N];计算机世界;2004年
9 早报记者 吴洁瑾;沪上废电池堆了8年无处可去[N];东方早报;2007年
10 王怀文;市场运用前景广阔的氢燃料电池技术[N];中国知识产权报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱应利;微型直接甲醇燃料电池封装关键技术研究[D];大连理工大学;2011年
2 谢春刚;面向质子交换膜燃料电池能量系统的优化设计与性能分析[D];天津大学;2009年
3 和彬彬;以微型燃气轮机为核心的先进能量系统研究[D];华北电力大学(北京);2010年
4 刘世学;中温固体氧化物燃料电池多物理场模拟与性能优化[D];中国科学技术大学;2008年
5 卫国爱;车用PEMFC空气供给系统建模及控制策略研究[D];武汉理工大学;2010年
6 任远;质子交换膜燃料电池(PEMFC)的智能建模优化与控制研究[D];上海交通大学;2008年
7 毕武喜;平板式固体氧化物燃料电池气道模拟与优化[D];中国科学技术大学;2009年
8 张洁婧;PEMFC电极微观结构模拟[D];天津大学;2012年
9 梁军生;微型直接甲醇燃料电池结构、工艺及阳极气液输运研究[D];大连理工大学;2007年
10 詹跃东;质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究[D];昆明理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟艺飞;小型氢空燃料电池结构及操作条件优化的研究[D];汕头大学;2010年
2 刘玮琳;车用质子交换膜燃料电池瞬态响应特性研究[D];华南理工大学;2010年
3 林焕新;燃料电池监控系统的构建与控制算法研究[D];华南理工大学;2011年
4 鲜亮;燃料电池延迟特性和燃料电池—蓄电池混合供电系统研究[D];西南交通大学;2011年
5 张金营;PEMFC金属双极板成形模具技术研究[D];大连理工大学;2010年
6 阮喻;便携式PEMFC供电系统及其控制方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
7 秦优培;固体氧化物燃料电池热力电化学耦合数值模拟[D];华中科技大学;2009年
8 齐基;PEM燃料电池堆单片一致性的研究[D];武汉理工大学;2011年
9 黄健;PEMFC输出性能影响因素的仿真研究[D];昆明理工大学;2010年
10 汪小姗;PEMFC最大功率跟踪研究[D];西南交通大学;2012年
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