Experimental Study on Anode and Cathode Pressure Difference Control and Effects in a Proton Exchange Membrane Fuel Cell System
Experimental Study on Anode and Cathode Pressure Difference Control and Effects in a Proton Exchange Membrane Fuel Cell System
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质子交换膜燃料电池系统阳极和阴极压差控制及影响的实验研究
DOI：
10.1002/ente.201500077
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发表时间：
2015-09
影响因子：
3.8
通讯作者：
陈维荣
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
赵兴强;淘诗涌;李奇;陈维荣
在质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统中，控制阳极和阴极反应物之间的压力平衡是非常重要的，特别是在负载变化较大的瞬态过程中。控制后压力不合理可能导致压力不平衡，从而导致燃料电池堆内部薄膜的损坏。提出了一种使膜两侧压差保持在合理范围内的压差控制方法。该方法也应用于实际的PEMFC系统中，用于压力平衡控制。在14.4 kW的跳变电流为100 a的PEMFC系统中，阳极氢气和阴极空气之间的压差可以控制在允许的范围内。研究结果表明，该方法可以更简单、快速地控制阳极进口压力随阴极压力变化而变化，从而更有效地保护膜。
In a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) system, controlling the pressure balance between the anode and the cathode reactants is very important, especially for transient processes involving big load changes. Unreasonable pressure following the control may lead to pressure imbalance, which may result in damage to the thin membranes inside the fuel cell stack. A pressure difference control method for maintaining the pressure difference on both sides of the membrane within a reasonable scope is proposed in this paper. This method is also applied in an actual PEMFC system for pressure‐balance control. In the experiments involving a 14.4 kW PEMFC system with 100 A current jumps, the pressure difference between the anode hydrogen and cathode air could be controlled within allowable values. The results reveal that the proposed method can be used to control the anode inlet pressure more simply and rapidly following the cathode pressure changes, which could be more effective for membrane protection.
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