检索结果-内蒙古大学图书馆

西安交通大学学报 2025年第4期59卷 70-80页

作者：石自航杨亚晶魏衍举张晨杨西安交通大学能源与动力工程学院 710049西安西安交通大学航天航空学院 710049西安

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部燃料分布不均匀以及水管理能力不足导致的性能受限问题,基于海棠叶的叶脉结构,设计了一种新型仿生流场,采用数值方法深入研究了其性能。首先,通过观察海棠叶脉的自然流动形态,设计仿生流场;然后,通过... 详细信息

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部燃料分布不均匀以及水管理能力不足导致的性能受限问题,基于海棠叶的叶脉结构,设计了一种新型仿生流场,采用数值方法深入研究了其性能。首先,通过观察海棠叶脉的自然流动形态,设计仿生流场;然后,通过数值模拟对比分析仿生流场、传统蛇形流场和平行流场的流场性能;最后,探究极限电流密度、峰值功率密度及内部氧气和电流密度的分布特性。研究结果表明:与传统的蛇形流场和平行流场相比,仿生流场的压降更低,催化层氧气浓度分布更均匀,供气质量更高;相较于平行流场和蛇形流场,仿生流场的电池极限电流密度分别提升了35.42%、6.81%,峰值功率密度分别增加了29.71%、5.22%,且除水能力较平行流场有所提升。该研究为PEMFC流场设计的优化提供了新思路,对提升燃料电池的整体性能和效率具有重要的实际应用价值。

关键词：质子交换膜燃料电池仿生流场海棠叶脉双极板

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质子交换膜燃料电池引射器的优化设计

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工程热物理学报 2025年第1期46卷 83-91页

作者：张迪博施鎏鎏张文杰上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 动力机械与工程教育部重点实验室上海交通大学上海200240 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

针对PEMFC引射器的性能受结构尺寸影响,且根据主流设计方法所得到的方案存在严重的设计点偏离问题,本文开展引射器优化设计。首先根据索科洛夫经验公式对引射器进行初步设计,确定需要优化的参数;然后采用拉丁超立方试验设计方法确定初... 详细信息

针对PEMFC引射器的性能受结构尺寸影响,且根据主流设计方法所得到的方案存在严重的设计点偏离问题,本文开展引射器优化设计。首先根据索科洛夫经验公式对引射器进行初步设计,确定需要优化的参数;然后采用拉丁超立方试验设计方法确定初始样本点,样本点的响应值均由CFD计算分析得到;接着构造径向基函数代理模型,并对其进行超参数调优提高模型性能;再通过粒子群优化算法对当前代理模型进行优化,获得原优化问题的可能最优解;在优化过程中逐步增加内部样本点,并更新代理模型以提高其在全局最优解附近的精度;最后对优化参数进行相关性分析。使用该方法对某引射器进行优化设计,结果表明:引射器在最优设计点处引射系数提高22.5%;喷嘴出口直径、混合室入口直径、喷嘴距混合室入口间的距离对引射器性能具有较大影响。

关键词：质子交换膜燃料电池引射器径向基函数代理模型粒子群优化算法

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质子交换膜燃料电池

质子交换膜燃料电池

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第七届全国氟化学讨论会

作者：衣宝廉科学院大连化学物理研究所

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质子交换膜燃料电池

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可再生能源 2005年第4期23卷 47-50,53页

作者：张燕王正泰山医学院化学与化学工程学院山东泰安271000 武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070

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... 详细信息

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。

关键词：质子交换膜燃料电池质子交换膜催化剂电极双极板

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质子交换膜燃料电池阴极催化层微观结构表征研究进展

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储能科学与技术 2025年第2期14卷 812-821页

作者：李薛茹马哲杰李平华东理工大学化工学院绿色化工与工业催化全国重点实验室上海200237

氢质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)具有无污染、高效率等特点,是理想的零碳排放发电装置,其成本、性能及耐用性与阴极催化层(cathode catalyst layer,CCL)的组成和结构密切相关。CCL主要由Pt/C催化剂... 详细信息

氢质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)具有无污染、高效率等特点,是理想的零碳排放发电装置,其成本、性能及耐用性与阴极催化层(cathode catalyst layer,CCL)的组成和结构密切相关。CCL主要由Pt/C催化剂、离聚物和孔隙区域组成,其中碳载体传导电子,离聚物传导质子,孔隙传输反应气体,这种复杂构成对精准表征其微观结构进而揭示构效关系带来了极大挑战。本文总结了CCL微观结构表征的研究进展,从催化层形貌、孔隙结构、离聚物及Pt纳米粒子分布这四个方面的表征,详细阐释了针对CCL内不同构成部分的各类表征手段,指出单一的表征方法无法揭示CCL内部的复杂精细结构,需要联用多种表征手法从不同尺度和不同维度进行观测。发展对CCL微观结构表征的方法有助于全面阐释燃料电池运行过程中催化剂、反应气体和离聚物之间的相互作用机理,有助于提供真实结构参数以精准构建CCL计算模型,掌握催化层内质量传递、热量传递、质子及电子传导等信息,为燃料电池的性能提升和技术瓶颈突破提供科学支撑。

关键词：质子交换膜燃料电池阴极催化层微观结构表征技术

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质子交换膜燃料电池增湿策略研究进展

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化学工程 2025年第2期53卷 13-19,70页

作者：叶立叶志鹏贺浩然张绮冬王译增上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

PEMFC(质子交换膜燃料电池)具有效率高、功率密度大、清洁无污染、工作寿命长、工作温度低且运行稳定等优点。水管理作为质子交换膜的关键技术之一,受到广泛关注。PEMFC内质子交换膜在使用过程中需要维持合适的湿度,以拥有较高的质子电... 详细信息

PEMFC(质子交换膜燃料电池)具有效率高、功率密度大、清洁无污染、工作寿命长、工作温度低且运行稳定等优点。水管理作为质子交换膜的关键技术之一,受到广泛关注。PEMFC内质子交换膜在使用过程中需要维持合适的湿度,以拥有较高的质子电导率和耐久性能,因此需要适当的增湿策略保证质子交换膜处于合适的水合状态。燃料电池的增湿策略大致可分为内增湿和外增湿。内增湿又可分为化学加湿和物理加湿,外增湿可分为鼓泡增湿、直接注水增湿、焓轮增湿和膜增湿等。分别介绍了每一种增湿方法的工作原理和性能,以此分析不同方法的特点,并基于此,识别每种方法在特定应用领域中的适用性和效能,为与具体应用场景的结合提供参考。总体而言,PEMFC的增湿技术之后发展可能主要聚焦于低温自增湿膜电极的构建,自增湿和外增湿技术的协同应用,以及对增湿过程的控制优化。

关键词：质子交换膜燃料电池水管理内增湿外增湿

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质子交换膜燃料电池

质子交换膜燃料电池

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作者：胡里清上海神力科技有限公司

质子交换膜燃料电池，是一种以氢气为燃料，空气为净化剂，通过化学反应，无需燃烧而将化学能直接转化为电能的发电装置。俗称氢能发电机，只要外部源源不断地向其输入氢气，它就能连续不断地发出电来。由于此种“氢能发电机”使用氢气... 详细信息

标准号: 0200440088

质子交换膜燃料电池，是一种以氢气为燃料，空气为净化剂，通过化学反应，无需燃烧而将化学能直接转化为电能的发电装置。俗称氢能发电机，只要外部源源不断地向其输入氢气，它就能连续不断地发出电来。由于此种“氢能发电机”使用氢气和空气，因此安全性好，达到零污染排放。目前世界上只有美国、加拿大等少数国家掌握燃料电池这项尖端技术。上海市质量技术监督局检测部门对“氢能发电机”中电池模块的各项技术指标进行严格的技术检测，中科院上海文献情报研究中心进行查新检索，结果表明，其技术指标达到“国内领先，国际先进”水平。目前，该产品被上海市政府认定为上海市高新科技成果转让项目。专家称，大功率高功率密度质子交换膜燃料电池在能源、环保、造船、汽车、电站、航天、电讯等各个领域的广泛应用，前景已见端倪。随着产业化的发展，必定会引发各个相关产业的连锁反应，并创造出许多新兴产业和就业机会。

关键词：质子交换膜燃料电池氢气燃料空气污染控制燃料电池

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质子交换膜燃料电池催化层功能梯度设计进展

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北京工业大学学报 2025年第5期51卷 637-650页

作者：李艺彤郭航陈浩叶芳北京工业大学机械与能源工程学院传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

催化层作为电化学反应的场所,是质子交换膜燃料电池的重要组成部件。为了促进质子交换膜燃料电池的性能提升和成本降低以及考虑到催化层中反应物质的不均匀分布,催化层组成成分被考虑设计成梯度分布以提高各成分和反应物的利用率,从而... 详细信息

催化层作为电化学反应的场所,是质子交换膜燃料电池的重要组成部件。为了促进质子交换膜燃料电池的性能提升和成本降低以及考虑到催化层中反应物质的不均匀分布,催化层组成成分被考虑设计成梯度分布以提高各成分和反应物的利用率,从而在不增加成本的前提下提高燃料电池性能。功能梯度催化层是质子交换膜燃料电池性能提升的重要手段之一。因此,该文从不同组成成分、不同方向详细综述了催化层的功能梯度分布设计。催化层成分的梯度分布研究主要以催化剂载量和离聚物载量为对象,从燃料电池3个不同方向,以不同的非均匀分布形式进行分布设计。功能梯度催化层可以有效地改善反应物、温度和电流密度分布的均匀性以及提高燃料电池性能,是发展高性能质子交换膜燃料电池的重要手段之一。

关键词：质子交换膜燃料电池催化剂离聚物梯度分布传热传质催化层

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质子交换膜燃料电池反应物流道研究进展

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电源技术 2025年第1期49卷 72-81页

作者：杨涛张晓明徐冉支泽林马佼佼陕西省特种设备检验检测研究院陕西西安710054

质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的反应物流道起到将反应气体尽可能均匀地分配到整个燃料电池的作用,对燃料电池的性能至关重要,其流道的结构设计也是目前最活跃的研究领域之一。根据反应物流道的结构类型,可将反应物流道按类型及发展历程... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的反应物流道起到将反应气体尽可能均匀地分配到整个燃料电池的作用,对燃料电池的性能至关重要,其流道的结构设计也是目前最活跃的研究领域之一。根据反应物流道的结构类型,可将反应物流道按类型及发展历程分为常规形流道、基于常规流道的改进型流道、仿生型流道、三维复杂流道等。分析了各种流道类型的结构形式及研究现状,可以为未来质子交换膜燃料电池反应物流道的设计提供相应的参考。

关键词：质子交换膜燃料电池反应物流道流场传质

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质子交换膜燃料电池不同流场结构的分布特性研究

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电源技术 2025年第1期49卷 192-201页

作者：詹昕宋微丁峰邵志刚中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049 中国科技大学安徽合肥230026

流场结构是影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能以及特性参数分布的重要因素。了解PEMFC内各种特性的分布是提高电池性能、稳定性和耐用性的先决条件。因此,有必要充分了解燃料电池中的性能参数分布特性。利用数值模拟与仿真研究了平行... 详细信息

流场结构是影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能以及特性参数分布的重要因素。了解PEMFC内各种特性的分布是提高电池性能、稳定性和耐用性的先决条件。因此,有必要充分了解燃料电池中的性能参数分布特性。利用数值模拟与仿真研究了平行、单蛇形和三蛇形流场的电池性能差异,对比了三种流场对燃料电池分布特性的影响,并使用一种新颖的标准——阻抗分布,来评估流场结构对性能均匀性的影响。结果表明,采用蛇形流场的燃料电池极化曲线性能优于平行流场。通过分析电流密度、阻抗和温度分布,得出平行流场均匀性更好的结论,三蛇形流场则兼顾了单蛇形和平行流场的优点。通过引入均匀度参数(标准差)来描述特性参数分布的均匀性,平行、单蛇形和多蛇形流场的阻抗分布均匀度参数分别为0.235、0.305和0.245Ω·cm^(2)。

关键词：质子交换膜燃料电池流场结构数值模拟均匀性研究

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