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。     

质子交换膜燃料电池经验模型

分析并总结现有PEMFC经验模型相互之间的关系,并运用Saber仿真软件,结合一定的电化学原理和热动力学原理建立一个较为简单的PEMFC经验模型,模拟其稳态和动态特性。结果表明:这些模型能很好地反映实际燃料电池的电气特性,对后级电力电子装置的设计具有重要指导意义。     

基于T-S模型的质子交换膜燃料电池控制建模

对PEMFC非线性复杂被控对象,提出了一种在线辨识模糊预测算法,用模糊聚类和线性辨识方法在线建立PEMFC控制系统的T—S模糊预测模型,仿真实验结果表明了该模糊辨识建模方法具有建模简单、模型精度高等优点,亦证明了该算法的有效性和优越性。研究结果对质子交换膜燃料电池控制系统的建模和控制具有一定的实用价值。     

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可靠性分析

可靠性是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的重要指标，文中定性分析了PEMFC组成元件、装配工艺和工作过程的可靠性。提出了提高PEMFC可靠性的措施和可靠性的设计原则。     

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。     

质子交换膜燃料电池的研发动态

质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其独特的优点具有很好的市场前景,国际上已经形成了一种研究热潮.电催化剂、质子交换膜、双极板、燃料、水管理、热管理是其关键技术.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.     

质子交换膜燃料电池的应用研究

质子交换膜燃料电池（PEMFC）与其它燃料电池一样，是利用氧化、还原反应产生电子流的装置。它以氢为燃料、以氧为氧化剂，把化学能直接转化为电能。由于该电池以氢气为燃料，生成的产物是水，对环境造成的污染少。在化石燃料日益短缺及环境污染日益严峻的条件下，燃料电池倍受关注。而近几年发展起来的质子交换膜燃料电池（PEMFC）由于其无污染、发电效率高等特点正受到各国各部门的重视。主要评述了PEMFC的主要用途、工作原理及其实现商业化所面临的几个主要问题。     

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。     

质子交换膜燃料电池系统控制与应用现状

描述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统的控制及其在中低功率领域中的应用现状。首先概述了过程模型和电压预测模型，对影响电堆性能的各参数进行分析。其次，从目前运用的简单控制方法、混合动力驱动、效率优化、故障容许等方面对PEMFC系统的分析与控制结构作了说明。然后介绍了PEMFC的几种具体应用。最后结合国内外的相关研究进展，提出了一些有待进一步研究的方向。     

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。     

质子交换膜燃料电池催化剂金属氧化物载体研究进展

金属氧化物来源丰富,价格低廉,具有优异的稳定性、耐电化学腐蚀性,并且与贵金属纳米颗粒之间相互作用强,是燃料电池催化剂非碳载体研究的重要方向。本文主要介绍了几种金属氧化物载体在燃料电池催化剂中的研究进展和应用,分析了不同载体的优势与不足。研究表明杂原子掺杂金属氧化物和碳复合金属氧化物作为催化剂载体能有效提高催化剂的综合性能。最后展望了燃料电池催化剂金属氧化物载体的发展趋势。     

质子交换膜燃料电池参数敏感性分析

为分析质子交换膜燃料电池（PEMFC）的参数敏感性,采用COMSOL建立三维、两相、等温燃料电池单体模型,对其进行模拟计算。通过分析物质浓度分布、极化曲线及功率密度曲线得到不同的离聚物体积分数、背压对传质及电池性能的影响。计算结果表明：随着离聚物体积分数的增大,欧姆极化损失减小,从而使电池性能得到提升,且随着工作电压的减小,电流密度增幅增大;背压的增加使电流密度增大,改变阴极背压比改变阳极背压造成的影响更大。     

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。     

基于Jaya-DA算法的太阳电池模型参数辨识

为提升太阳电池模型参数辨识的准确率,该文提出基于Jaya算法与蜻蜓算法相融合的辨识方法,运用Jaya算法进行初步全局搜索,并结合蜻蜓算法进行局部搜索最优解,使算法收敛精度得到有效提升.研究结果表明:运用Jaya-DA算法求得太阳电池模型的电流均方根误差为9.861×10-4,相较于单一使用Jaya算法、蜻蜓算法、人工蜂...     

质子交换膜燃料电池内部传热传质三维模拟

针对常规流场质子交换膜燃料电池提出了三维非等温数学模型。模型考虑了电化学反应动力学以及反应气体在流道和多孔介质内的流动和传递过程,详细研究了水在质子膜内的电渗和扩散作用。计算结果表明,反应气体传质的限制和质子膜内的水含量直接决定了电极局部电流密度的分布和电池输出性能;在电流密度大于0.3~0.4A/cm2时开始出现水从阳极到阴极侧的净迁移;高电流密度时膜厚度方向存在很大的温度梯度,这对膜内传递过程有较大影响。     

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。     

基于混沌海鸥优化算法的含光伏发电系统负荷模型参数辨识

针对分布式光伏发电系统广泛接入配电网,导致电力系统潮流计算速度和精度较低的问题,提出一种基于混沌海鸥优化算法的含光伏发电系统负荷模型参数辨识模型。首先,在综合负荷模型的虚拟母线上接入等效光伏发电系统的负荷模型,从而建立配电网广义负荷模型;之后,提出一种将混沌优化与海鸥优化相结合的优化算法,基于该算法完成配电网的等值,并在此基础上进行含光伏发电的综合负荷模型参数辨识。最后,通过仿真表明该文提出的算法,相比于传统的粒子群算法和单一海鸥优化算法,在计算精度和收敛速度等方面具有优越性,并可应用于负荷模型的参数优化。     

基于ALMBO算法的PEMFC分数阶时域子空间模型研究

针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）发电过程复杂难以建模的问题,考虑PEMFC系统的分数阶特性,提出一种基于优化的分数阶时域子空间辨识方法,并建立PEMFC的分数阶状态空间模型。首先,将分数阶微分理论与子空间时域辨识方法相结合,采用Poisson滤波器对输入输出信号进行滤波处理,并引入权重矩阵提高辨识的精度;其次,对Poisson滤波器以及辨识的分数阶阶次寻优,提出一种变异反向学习的自适应帝王蝶优化算法（ALMBO）,在迁移算子中引入变异反向学习策略、并融入自适应权重来提高寻优的精度,防止陷入局部最优解。最后,通过仿真结果验证算法的有效性,所得的PEMFC辨识模型能准确描述PEMFC的动态过程。