質(zhì)子交換膜燃料電池水熱管理技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用

目錄
1 質(zhì)子交換膜燃料電池水熱管理機(jī)制 1
1.1 質(zhì)子交換膜燃料電池簡介 1
1.1.1 質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理 4
1.1.2 質(zhì)子交換膜燃料電池結(jié)構(gòu) 5
1.1.3 質(zhì)子交換膜燃料電池堆簡介 6
1.2 質(zhì)子交換膜燃料電池水熱傳輸機(jī)制 7
1.2.1 概述 7
1.2.2 質(zhì)子交換膜燃料電池水管理研究現(xiàn)狀 8
1.2.3 質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)岱植佳芯楷F(xiàn)狀 14
1.2.4 質(zhì)子交換膜燃料電池水傳輸機(jī)制 18
1.3 質(zhì)子交換膜燃料電池?cái)U(kuò)散層表面液滴脫離機(jī)理 20
參考文獻(xiàn) 22
2 質(zhì)子交換膜燃料電池溫度分布及熱平衡機(jī)制 27
2.1 質(zhì)子交換膜燃料電池?cái)U(kuò)散層溫度分布 27
2.1.1 數(shù)學(xué)模型 27
2.1.2 計(jì)算模型 29
2.1.3 模型假設(shè) 30
2.1.4 單流道擴(kuò)散層溫度分布 30
2.1.5 操作壓力對溫度分布的影響 31
2.1.6 反應(yīng)氣體流量對溫度分布的影響 32
2.1.7 進(jìn)氣溫度對溫度分布的影響 33
2.2 氫空質(zhì)子交換膜燃料電池溫度場分布的實(shí)驗(yàn)研究 34
2.2.1 燃料電池電堆溫度分布的在線監(jiān)測方法 35
2.2.2 氫空燃料電池溫度分布特性 39
2.2.3 操作條件對氫空燃料電池溫度分布的影響 40
2.3 氫氧質(zhì)子交換膜燃料電池溫度場分布的實(shí)驗(yàn)研究 47
2.3.1 氫氧燃料電池堆溫度分布研究方法 47
2.3.2 氫氧燃料電池溫度分布 48
2.3.3 操作條件對氫氧燃料電池溫度分布的影響 52
2.4 質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)熱平衡的理論分析 55
2.4.1 不同過量系數(shù)進(jìn)出口水蒸氣流量分布 57
2.4.2 對流換熱量與總散熱量的關(guān)系 57
2.4.3 冷卻水散熱量分析 58
2.4.4 電堆的產(chǎn)熱速率分析 59
2.4.5 系統(tǒng)熱平衡分析 60
參考文獻(xiàn) 62
3 質(zhì)子交換膜燃料電池高溫高壓運(yùn)行特性 64
3.1 理論公式推導(dǎo) 65
3.2 溫度和壓力對理論電壓的影響 67
3.3 最優(yōu)工作壓力分析 68
3.4 燃料電池電堆高溫運(yùn)行特性分析 69
參考文獻(xiàn) 72
4 質(zhì)子交換膜燃料電池尾氣冷凝機(jī)制 74
4.1 尾氣冷凝除濕對燃料電池性能的影響 74
4.1.1 尾氣冷凝除濕的理論機(jī)制 74
4.1.2 尾氣冷凝除濕機(jī)制的實(shí)驗(yàn)方法 77
4.1.3 溫度對電堆性能的影響 78
4.1.4 陰極相對濕度對燃料電池性能的影響 81
4.1.5 操作壓力對燃料電池性能的影響 82
4.1.6 尾氣冷凝除濕對電池運(yùn)行穩(wěn)定性的影響 83
4.2 尾氣冷凝自增濕對燃料電池性能的影響 85
4.2.1 燃料電池尾氣冷凝系統(tǒng)設(shè)計(jì) 85
4.2.2 尾氣冷凝對電池性能的影響 86
4.2.3 燃料電池尾氣冷凝回收水量 87
4.2.4 尾氣冷凝自增濕散熱特性分析 89
參考文獻(xiàn) 94
5 質(zhì)子交換膜燃料電池重力輔助排水機(jī)制 95
5.1 重力輔助排水理論分析 95
5.2 燃料電池單電池重力輔助排水的實(shí)驗(yàn)研究 99
5.2.1 單電池重力輔助排水實(shí)驗(yàn)方法 99
5.2.2 單電池基本性能 102
5.2.3 不同流速電池性能 103
5.2.4 不同溫度低流速電池性能 104
5.2.5 反應(yīng)氣體不加濕對電池性能影響 105
5.3 燃料電池堆重力輔助排水的實(shí)驗(yàn)研究 106
5.3.1 電堆重力輔助排水實(shí)驗(yàn)方法 107
5.3.2 相同進(jìn)氣方式、不同傾斜角度對電池性能的影響 109
5.3.3 相同傾斜角度、不同進(jìn)氣方式對電池性能的影響 111
5.3.4 電堆豎直放置時(shí)電池濃差極化比較與分析 113
參考文獻(xiàn) 113
6 閉口系質(zhì)子交換膜燃料電池水氣管理機(jī)制 115
6.1 閉口燃料電池脈沖排放動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)研究 116
6.1.1 閉口系燃料電池脈沖排放動(dòng)態(tài)特性的實(shí)驗(yàn)研究方法 116
6.1.2 陽極脈沖排放特性 118
6.1.3 陰極脈沖排放特性 126
6.1.4 陽極閉口運(yùn)行對膜電極的影響 131
6.2 陽極閉口系燃料電池的陰極出口開口率優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)研究 139
6.2.1 陽極閉口系燃料電池的陰極出口開口率優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方法 139
6.2.2 陰極開口率對陽極閉口燃料電池運(yùn)行穩(wěn)定性影響 141
6.2.3 不同陽極開口率下運(yùn)行性能診斷 142
6.3 陰、陽極全閉口系燃料電池運(yùn)行特性的實(shí)驗(yàn)研究 148
6.3.1 陰、陽極全閉口系燃料電池運(yùn)行特性的實(shí)驗(yàn)研究方法 148
6.3.2 陰、陽極全閉口燃料電池運(yùn)行特性研究 150
6.3.3 工作溫度對全閉口運(yùn)行影響 151
6.3.4 壓差對全閉口運(yùn)行影響 153
6.3.5 閉口系燃料電池運(yùn)行性能診斷 157
6.3.6 陰、陽極全閉口燃料電池運(yùn)行優(yōu)化 159
6.4 閉口系燃料電池啟停衰減特性的實(shí)驗(yàn)研究 168
6.4.1 閉口系燃料電池啟停衰減特性的實(shí)驗(yàn)研究方法 168
6.4.2 橫電流和橫電壓放電 171
6.4.3 啟動(dòng)和停機(jī)過程 172
6.4.4 閉口系燃料電池啟停衰減診斷 173
參考文獻(xiàn) 180