小型质子交换膜燃料电池的增湿技术研究

分析了PEMFC电池内部水的生成和转移过程，列举了各种增湿方法，指出了几种外增湿法对小型氢空质子交换膜燃料电池进行增湿的优缺点和对电池性能的影响。     

质子交换膜燃料电池

因其具有独特的优点，质子交换膜燃料电池（PEMFC）的市场前景很好，国际上已经形成了一股研究开发热潮。电催化剂、质子交换膜、双极板、燃料、水管理、热管理是质子交换膜燃料电池的关键技术。文章介绍了PEMFC的特点及开发应用状况，综述了PEMFC的研究进展。     

燃料电池发展现状与应用前景

介绍了各种类型燃料电池（碱性燃料电池,熔融碳酸盐燃料电池,固体氧化物燃料电池,磷酸燃料电池及质子交换膜燃料电池）的技术进展,电池性能及其特点。其中着重介绍了当今国际上应用较广泛,技术较为成熟的磷酸燃料电池和质子交换膜燃料电池。对燃料电池的应用前景进行探讨,并对我国的燃料电池研究提出了一些建议。     

25kW车用燃料电池发动机系统的设计

文章介绍了质子交换膜燃料电池发动机系统的设计，提出了将其集成为车用发动机系统的设计方案。     

质子交换膜燃料电池的开发应用

质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种新一代的发电技术,已成为世界各国特别是发达国家的研发重点被纳入发展规划,应用领域从特殊应用到商品化、产业化不断开拓.但PEMFC的产业化和推广应用受关键材料和工艺技术的制约,为了加速我国PEMFC的发展,今后必须投入足够的财力,组织相关学科的人才,制定可行的规划,加大科研力度.     

质子交换膜燃料电池堆的热力学分析

建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆的热力学分析模型,研究了运行温度、气体分压和阳极流量等工作参数对燃料电池堆能量效率和火用效率的影响。结果表明:对气体加压,能提高热力学能效率和火用效率;温度升高时,系统性能无明显变化;阳极流量增加时,系统的热力学能效率和火用效率有所降低。     

质子交换膜燃料电池自增湿研究进展

概述了质子交换膜燃料电池自增湿研究状况，指出自增湿的出发点是有效利用电池阴极过程生成水。综述了薄电解质膜、新型自增湿膜、自增湿流场结构三种方法的研究进展及适用空间。对自增湿技术发展前景进行了探讨。     

30KW质子交换膜燃料电池动力系统的研制

阐述30kW质子交换膜燃料电池（PEMFC）动力系统的研制工作;（1）建立30kW级的PEMFC测试站,达到对PEMFC控制运行以及对其性能进行测试改进的目的。（2）组装单电池并建立诊断,测试技术以及改进PEMFC膜电级（三合体）效能的技术;（3）组装5KW级,10kW级的PEMFC组功率模块,建立测试,改进其效能的技术;（4）将三台10KW级的PEMFC组功率模块进行系统集成完成30KW的PEMFC的动力系统。     

基于人工神经网络的3 kW质子交换膜燃料电池电堆一致性优化

电堆工作过程中各个单体电压的一致性是提高其性能的关键,在3 kW电堆台架实验数据的基础上,利用人工神经网络（ANN）模型,对空气流量、氢气压力、过量空气系数等气体供给参数进行优化,并对优化前后电堆的功率特性、一致性特性进行对比分析。结果表明：当氢气入口压力为0.128 MPa、空气入口流量为11 g/s、过量空气系数为6.4时,电堆电压差异系数CV及功率参数可达到最佳。     

模拟PEM燃料电池环境下质子交换膜损伤研究

该文研究在模拟燃料电池环境下的质子交换膜（PEM）材料的损伤情况。选用2种溶液模拟质子交换膜燃料电池（PEMFC）环境,一种是接近燃料电池实际运行环境溶液,称为正规溶液（RS）,另一种则为加速试样老化的加速持久性（ADT）溶液。采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）技术对老化试样表面的化学成分变化进行研究;同时,采用机械拉伸性能试验对老化前后试样进行研究。试验结果表明,在模拟PEMFC环境下,随着老化时间的增加,试样表面分子结构和化学成分发生明显变化,抗拉强度和断裂伸长率降低,试样材料损伤加剧。     

基于神经元的PEMFC仿生流道性能模拟研究

质子交换膜燃料电池的流道结构对反应气体的流动和压降等具有重要影响。受神经元结构启发,提出一种兼顾径向流道和仿生流道在压降和气体分布均匀性优点的新型仿生流道结构。通过COMSOL软件模拟研究该新型流道的分支数（2~9）对质子交换膜燃料电池的性能曲线、阴极氧浓度分布、水浓度分布及压降的影响。结果表明：增加流道分支数可提高质子交换膜燃料电池的输出性能,其中9分支流道的峰值功率密度最大,为0.32 W/cm²,相比于2分支流道增加了的146.15%;分支数的增加也会提高氧浓度分布的均匀性,阴极气体扩散层与催化层交界面处的平均氧浓度从0.44 mol/m³提高到1.42 mol/m³,氧气不均匀度从2.13降低至0.90;分支数的增加也明显改善了弧形流道内的水浓度分布。此外,随着流道分支数从2增加到9,流道压降从38.57 Pa递减至4.47 Pa,质子交换膜燃料电池的输出功率从0.40 W递增到1.56 W。     

物理法制备燃料电池用催化剂

质子交换膜燃料电池的不断进步,为目前的能源需求提供了一个有潜力的解决方案。当前的研究重点是提高性能和降低整体成本的制造技术。在膜电极（MEA）组件上的催化剂沉积在过去的几十年里有许多技术已被使用,主要分为化学法和物理法两大类,其中物理法由于制备流程简单,沉积分布均匀等优点被广泛应用。该文旨在回顾许多已发表的主要技术,以展示各种各样的催化剂物理制备方法。     

模拟PEM燃料电池环境下垫片材料的疲劳损伤研究

以质子交换膜（PEM）燃料电池垫片常用材料（硅橡胶弹性体材料）为对象,研究垫片材料在模拟PEM燃料电池环境下的疲劳损伤情况。选用2种溶液模拟PEM燃料电池环境,一种为接近实际PEM燃料电池环境的溶液,即正规溶液（RS）,另一种为加速损伤试验的加速持久性试验（ADT）溶液。采用压缩疲劳试验和屈挠疲劳试验方法,研究垫片材料在2种模拟PEM燃料电池环境下的疲劳损伤行为。压缩疲劳试验结果表明,PEM燃料电池模拟环境和老化时间对试样的压缩疲劳温升有重要影响,试样暴露在ADT环境下的疲劳温升较暴露在RS环境下高;随着老化时间的增加,试样的疲劳温升增大,疲劳损伤加剧。屈挠疲劳试验结果表明,PEM燃料电池模拟环境和老化时间对试样的疲劳寿命有显著影响,暴露在ADT溶液中的试样疲劳寿命小于暴露在RS溶液中;试样的疲劳寿命随老化时间的增加而减少。     

模拟PEM燃料电池环境下垫片材料的化学损伤研究

对暴露在模拟质子交换膜(PEM)燃料电池环境下的硅橡胶弹性体垫片材料的化学损伤情况进行探究.采用平衡溶胀法测定试样暴露在模拟PEM燃料电池环境下交联密度的变化情况.采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对老化试样表面的化学成分进行研究.实验结果表明,试样在加速持久性实验(ADT...     

非铂燃料电池催化剂研究进展

燃料电池是利用氢能的理想途径,但燃料电池对于铂催化剂的依赖限制了其发展。该文综述了近年来非铂燃料电池催化剂的研究进展。对于质子交换膜燃料电池,因为阳极需铂量低,相关研究主要集中在阴极催化剂上。对于碱性膜燃料电池,一些非贵金属催化剂在阴极展现出较高的活性,但阳极侧动力学缓慢,因此非铂催化剂的研究在两极均有开展。最后,对非铂燃料电池催化剂当前的研究重点和未来的发展方向进行总结和展望,旨在为非铂燃料电池催化剂的研究和长远发展提供指导和参考。     

燃料电池空气系统增湿器建模与仿真

建立气-气增湿器的数学理论模型,并基于Amesim软件建立燃料电池增湿器及空气系统仿真模型,从燃料电池系统层面分析干湿侧不同温度、压力、水含量等输入条件下的干侧出口空气的湿度变化情况,并采用水转移率（water vapor transfer rate,WVTR）对增湿器增湿性能进行评价,结果表明此模型可进行前期验证,能较好地预测汽车运行过程中增湿器的动态响应特性。     

基于改进鸡群优化算法的质子交换膜燃料电池模型参数辨识

针对当前大部分智能算法在求解质子交换膜燃料电池模型参数辨识问题时易陷入局部最优,导致参数辨识精度低、模型泛化能力差等问题,提出一种基于改进鸡群优化算法的质子交换膜燃料电池模型参数辨识方法。首先,引入Tent映射策略初始化种群,提高种群的均匀性和遍历性;其次,设计基于个体进食速度的自适应惯性权重,改善母鸡个体寻优效率,平衡算法的开发与探索能力;然后,利用Levy飞行策略的长短跳跃特点对小鸡位置进行随机更新,增强算法的全局最优搜索能力。最后,通过4组测试函数验证了该算法的优越性,并将算法应用于H-12电堆的参数辨识问题中。结果表明：相比于鲸鱼优化算法、花卉授粉算法等算法,该算法具有更高的参数辨识精度,所辨识出的模型具有更强的泛化能力。     

质子交换膜燃料电池专用碳纸的制备及性能测试

采用湿法造纸技术制备质子交换膜燃料电池电极扩散层专用碳纸材料,考察了影响专用碳纸性能的主要因素。研究结果表明：分散剂、粘合剂和纤维长度等对碳纸物性具有较大影响。以3M的NaOH处理碳纸的基体材料,控制打浆度20°SR,按比例加入自制功能性分散剂,在优化工艺条件下,制备的碳纸物性基本和日本东丽公司产品(Toray碳纸)物性相同。以自制的碳纸和Toray碳纸为电极扩散层基体材料组装成电池,放电性能测试表明,自制碳纸是一种较为理想的燃料电池电极扩散层基体材料。