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静态排水燃料电池中的水管理及动态特性分析

批准号:
21576257
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
邵志刚
学科分类:
光化学与电化学工程
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
秦晓平、王志强、郭晓倩、郝金凯、瞿丽娟

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项目成果

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中文摘要
水管理是影响质子交换膜燃料电池寿命与稳定性的关键问题之一,美国UTC公司使用具有一定孔隙结构的导水双极板取代了传统密实型双极板,组成了静态排水的燃料电池,改善了电池的水管理,提高了电池的使用寿命。本项目拟以静态排水质子交换膜燃料电池为研究对象,建立静态排水燃料电池评价平台,并设计可视化电池,深入研究电池内部的水传递过程,阐明导水双极板内部及其与膜电极界面处的液态水迁移特性。探求导水双极板与膜电极结构对于静态排水燃料电池水传递过程以及输出性能的影响规律。进一步研究静态排水燃料电池的动态响应特性,以及气体利用率对于水传递过程与输出性能的影响规律,为开发适宜静态排水燃料电池的导水双极板和膜电极提供理论基础。
英文摘要
Water management is of vital importance to achieve maximum performance and durability from proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). UTC Fuel Cell, LLC invented a porous graphite bipolar plate called water transport plate (WTP) instead of traditional dense bipolar plate, which could compose fuel cell with static drain technology. The WTP can improve water management and reach a better stability. In this project, the PEMFC with static drain will be focused. A static drain fuel cell evaluation platform will be created, and a transparent fuel cell may be designed. Water transport process inside the WTP and on the boundary between membrane electrode assembly (MEA) and WTP will be studied. The mathematical relationship will be established between structure parameters and water transport process and output performance of PEMFC. Further, dynamic response characteristics of static drain fuel cell will be investigated, and the influence of gas utilization on water transport process and cell output performance will be studied. This would provide a theoretical basis for the optimization of WTP and MEA in static drain fuel cell.
水管理是影响质子交换膜燃料电池寿命与稳定性的关键问题之一,美国UTC公司使用具有一定孔隙结构的导水双极板取代了传统密实型双极板,组成了静态排水的燃料电池,改善了电池的水管理,提高了电池的使用寿命。与传统的液态水随气体尾排移除的方式相比,这种排水技术称为静态排水,而传统排水技术称为动态排水。本项目建立了静态排水燃料电池评价平台,并设计了可视化电池;研究完成了导水板结构对于电池水传递过程和输出性能的影响规律,阐明了导水双极板内部以及界面处的液态水传递机理;研究完成了膜电极的结构对于电池水传递过程和输出性能的影响规律,阐明了膜电极内部的气液传质机理;研究完成了静态排水燃料电池的动态响应特性,阐明了气体利用率对于电池水传递过程和输出性能的影响规律;建立了二维等温稳态的水传输板燃料电池模型,研究了电池内部的水传递过程,为开发适宜静态排水燃料电池的导水双极板和膜电极提供了理论基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Investigation of water transport in fuel cells using water transport plates and solid plates.
使用水传输板和固体板研究燃料电池中的水传输
DOI: 10.1039/c7ra11806f
发表时间: 2018-01-02
期刊: RSC ADVANCES
影响因子: 3.9
作者: [Wang, Zhiqiang, Qu, Lijuan, Zeng, Yachao, Guo, Xiaoqian, Shao, Zhigang, Yi, Baolian]
通讯作者: Yi, Baolian
Wavy PtCu alloy nanowire networks with abundant surface defects enhanced oxygen reduction reaction
具有丰富表面缺陷的波状 PtCu 合金纳米线网络增强了氧还原反应
DOI: 10.1007/s12274-019-2511-8
发表时间: 2019-11-01
期刊: NANO RESEARCH
影响因子: 9.9
作者: [Fang, Dahui, Wan, Lei, Wei, Zidong]
通讯作者: Wei, Zidong
Facile synthesis of Pt-decorated Ir black as a bifunctional oxygen catalyst for oxygen reduction and evolution reactions
轻松合成 Pt 修饰的铱黑作为氧还原和析出反应的双功能氧催化剂
DOI: 10.1039/c9nr00279k
发表时间: 2019
期刊: Nanoscale
影响因子: 6.7
作者: [Fang Dahui, Tang Xuejun, Yang Limeng, Xu Dongyan, Zhang Hongjie, Sun Shucheng, Shao Zhigang, Yi Baolian]
通讯作者: Yi Baolian
DOI: --
发表时间: 2017
期刊: 中国科学:化学
影响因子: --
作者: [曹龙生, 蒋尚峰, 秦晓平, 邵志刚, 衣宝廉]
通讯作者: 衣宝廉
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