国内外燃料电池电堆及组件

国内外燃料电池电堆及组件
国内外燃料电池电堆及组件

国内外燃料电池电堆及组件

电堆是发生电化学反应的场所,也是燃料电池动力系统核心部分,由多个单体电池以串联方式层叠组合构成。将双极板与膜电极交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成燃料电池电堆。电堆工作时,氢气和氧气分别由进口引入,经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板,经双极板导流均匀分配至电极,通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。

图1氢燃料电池电堆构成

国外乘用车厂大多自行开发电堆,并不对外开放,例如丰田、本田、现代等。也有少数采用合作伙伴的电堆来开发发动机的乘用车企业,例如奥迪(采

用加拿大巴拉德定制开发的电堆)和奔驰(采用奔驰与福田的合资公司AFCC 的电堆)。乘用车因为空间限制,目前只能采用高压金属板电堆的技术方案。目前国外可以单独供应车用燃料电池电堆的知名企业主要有加拿大的Ballard 和Hydrogenics,欧洲和美国正在运营的燃料电池公交车绝大多数采用这两家公司的石墨板电堆产品,已经经过了数千万公里、数百万小时的实车运营考验,这两家加拿大电堆企业都已经具备了一定产能,Ballard还与广东国鸿设立了合资企业生产9SSL电堆。

此外还有一些规模较小的电堆开发企业,例如英国的Erlingklinger,荷兰的Nedstack等,在个别项目有过应用,目前产能比较有限。

国内能够独立自主开发电堆并经过多年实际应用考验的只有大连新源动力和上海神力两家企业,大连新源动力采用的是金属板和复合板的技术路线,与上汽合作,开发了荣威950乘用车和上汽V80客车。上海神力成立于1998年,是中国第一家专业的燃料电池电堆研发生产企业,目前两家都建成了燃料电池电堆中试线,正处于从小批量到产业化转化的关键阶段。另外有一些新兴的燃料电池电堆企业,例如弗尔塞、北京氢璞、武汉众宇等,也开发出燃料电池电堆样机和生产线,正处于验证阶段。

表1电堆厂家及产品性能

1双极板

双极板是电堆的核心结构零部件,起到均匀分配气体、排水、导热、导电的作用,占整个燃料电池60%的重量和~20%的成本,其性能优劣直接影响电池的输出功率和使用寿命。双极板材料目前主要是石墨双极板和金属双极板,丰田Mirai、本田Clarity和现代NEXO等乘用车均采用金属双极板,而商用车一般

采用石墨双极板。

图2燃料电池双极板

石墨基双极板的主流供应商有美国POCO、美国SHF、美国Graftech、日本Fujikura RubberLTD、日本Kyushu Refractories、英国Bac2等。石墨双极板已实现国产化,国产厂商主要有上海神力、上海弘枫、杭州鑫能石墨、江阴沪江科技、淄博联强碳素材料、上海喜丽碳素等公司。

目前国外金属双极板主要供应商有瑞典Cellimpact、德国Dana、德国Grabener、美国treadstone等。国内还处于研发试制阶段,上海佑戈、上海治臻新能源、新源动力等企业研制出车用燃料电池金属双极板,并尝试在电堆和整车中实际应用。复合双极板的研发目前还比较少,国内仅有大连新源动力和武汉喜玛拉雅等企业有所涉及,实际应用情况还未见报导。

表2双极板主要厂家及产品性能

2膜电极

膜电极是电堆的核心,类似于电脑里的CPU,决定了电堆性能、寿命和成本的上限。膜电极组件由质子交换膜、催化剂和气体扩散层(气体扩散层)组成。国外膜电极的供应商主要有3M、Johnson Matthey、Gore、Greenerity (Toray)、Kolon、Ballard等。丰田、本田等乘用车企业自主开发了膜电极,但不对外销售。国产膜电极性能与国际水平接近,但专业特性上(例如铂载量、启停、冷启动、抗反极等)与国际水平还有一定差距。批量化生产工艺和装备差距较大,国外已实现Roll-to-Roll的连续化生产。随着国内市场的快速增长,国内工程化和质量控制的差距有望进一步缩小。

图3膜电极示意图及实物图

国内专业的膜电极供应商主要是武汉理工新能源,其产品大部分出口到美国的PlugPower公司,在国内也有不少车用的应用。大连新源也自主生产膜电极,主要是自用为上汽的发动机配套。国内还有昆山桑莱特、南京东焱氢能、武汉喜马拉雅、苏州擎动等企业也开发了膜电极。

表3膜电极生产厂家及产品性能

3质子交换膜

质子交换膜是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心元件,以全氟磺酸膜为主,目前国产化进程提速。质子交换膜目前主流趋势是全氟磺酸增强型复合膜,质子交换膜逐渐趋于薄型化,由几十微米降低到十几微米,降低质子传递的欧姆极化,以达到更高的性能。国外企业有美国Gore公司,科慕(以前的杜邦)、3M、日本的旭化成等,国内能够批量化供应只有山东东岳一家,山东东岳的膜已经进入了奔驰的供应链体系。

图4质子交换膜

表4国内外质子交换膜基本参数

4催化剂

催化剂是燃料电池的关键材料之一,目前燃料电池中常用催化剂是Pt/C,即由Pt的纳米颗粒分散到碳粉(如XC-72)载体上的担载型催化剂。

图5Pt/C催化剂

受到资源和成本方面的限制,目前Pt的用量已经由10年前的0.8~1g/kW降低到目前的0.1~0.4g/kW。降低燃料电池电堆Pt用量的近期目标(2020年)是下降到0.1g/kW左右;长期目标是催化剂用量达到传统内燃机尾气净化器贵金属用量水平(<0.05g/kW)。

燃料电池催化剂的国外生产商主要有英国JohnsonMatthery,德国BASF,日本Tanaka,日本日清纺,比利时Umicore等;国内有贵研铂业,武汉喜马拉雅,中科中创、苏州擎动动力、昆山桑莱特等。

表5催化剂生产厂家及产品性能

5气体扩散层

气休扩散层(GDL)位于流场和膜电极之间,主要作用是为参与反应的气体和产生的水提供传输通道,并支撑膜电极。因此,GDL必须具备良好的机械强度、合适的孔结构、良好的导电性、高稳定性。

图6气体扩散层(GDL)

目前燃料电池生产商多采用日本东丽、加拿大Ballard、德国SGL等厂商的碳纸产品。东丽占据较大的市场份额,我国对碳纸的研发主要集中于中南大学、武汉理工大学等高校,国内江苏天鸟具备优秀的碳纤维织物的生产能力,但由于燃料电池市场太小,尚无量产计划

燃料电池系统工厂设计规范

燃料电池系统工厂设计规范 1范围 本文件规定了燃料电池系统工厂设计的基本规定、总体规划、系统工艺、测试区、数字化工厂设计、车间供氢站、建筑结构、气体管路、暖通、给水排水、电气和消防与安全规范。 本规范适用于氢燃料质子交换膜燃料电池系统工厂的新建、改建、扩建工程设计,也适用于燃料电池系统研发、生产、测试的场所。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T24548燃料电池电动汽车术语 GB/T37244质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气 GB3836.14爆炸性环境第14部分:场所分类爆炸性气体环境 GB3095环境空气质量标准 GB50016建筑设计防火规范(2018年版) GB50177氢气站设计规范 GB/T31139移动式加氢设施技术规范 GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管 GB/T12771流体输送用不锈钢焊接钢管 GB50028城镇燃气设计规范 GB50516加氢站技术规范 GB50029压缩空气站设计规范 GB50316工业金属管道设计规范 GB4962氢气使用安全技术规程 GB7231工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识 GB50019工业建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范 GB50116火灾自动报警系统设计规范 GB50222建筑内部装修设计防火规范

GB51245工业建筑节能设计统一标准 GB50011建筑抗震设计规范 GB51022门式刚架轻型房屋钢结构技术规范 GB/T50476混凝土结构耐久性设计规范 GB50223建筑工程抗震设防分类标准 GB50010混凝土结构设计规范 GB50017钢结构设计标准 GB50153工程结构可靠性设计统一标准 GB50009建筑结构荷载规范 GB50974消防给水及消火栓系统技术规范 GB50193二氧化碳气体灭火系统设计规范 GB50370气体灭火系统设计规范 GB50140建筑灭火器配置设计规范 GB51309消防应急照明和疏散指示系统技术标准 GB25972气体灭火系统及部件 GB50981建筑机电工程抗震设计规范 GB50013室外给水设计标准 GB50014室外排水设计规范 GB50015建筑给排水设计标准 GB50054低压配电设计规范 GB50034建筑照明设计标准 氢燃料电池汽车安全指南(2019版) 3.术语 3.1 燃料电池系统fuel cell system 指氢燃料电池发动机,主要部件包括电堆、发动机控制系统、氢气供给系统、水热管理系统、空气供给系统等,在外接氢源及物料(空气、水)的条件下可以正常工作。 3.2 氢燃料fuel hydrogen 满足燃料电池系统正常工作的气态氢气燃料,品质符合现行《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》GB/T37244。

国内外燃料电池电堆及组件

国内外燃料电池电堆及组件 电堆是发生电化学反应的场所,也是燃料电池动力系统核心部分,由多个单体电池以串联方式层叠组合构成。将双极板与膜电极交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成燃料电池电堆。电堆工作时,氢气和氧气分别由进口引入,经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板,经双极板导流均匀分配至电极,通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。 图1氢燃料电池电堆构成 国外乘用车厂大多自行开发电堆,并不对外开放,例如丰田、本田、现代等。也有少数采用合作伙伴的电堆来开发发动机的乘用车企业,例如奥迪(采

用加拿大巴拉德定制开发的电堆)和奔驰(采用奔驰与福田的合资公司AFCC 的电堆)。乘用车因为空间限制,目前只能采用高压金属板电堆的技术方案。目前国外可以单独供应车用燃料电池电堆的知名企业主要有加拿大的Ballard 和Hydrogenics,欧洲和美国正在运营的燃料电池公交车绝大多数采用这两家公司的石墨板电堆产品,已经经过了数千万公里、数百万小时的实车运营考验,这两家加拿大电堆企业都已经具备了一定产能,Ballard还与广东国鸿设立了合资企业生产9SSL电堆。 此外还有一些规模较小的电堆开发企业,例如英国的Erlingklinger,荷兰的Nedstack等,在个别项目有过应用,目前产能比较有限。 国内能够独立自主开发电堆并经过多年实际应用考验的只有大连新源动力和上海神力两家企业,大连新源动力采用的是金属板和复合板的技术路线,与上汽合作,开发了荣威950乘用车和上汽V80客车。上海神力成立于1998年,是中国第一家专业的燃料电池电堆研发生产企业,目前两家都建成了燃料电池电堆中试线,正处于从小批量到产业化转化的关键阶段。另外有一些新兴的燃料电池电堆企业,例如弗尔塞、北京氢璞、武汉众宇等,也开发出燃料电池电堆样机和生产线,正处于验证阶段。

燃料电池实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除 燃料电池实验报告 篇一:燃料电池综合特性实验报告 燃料电池综合特性实验 【实验背景】燃料电池以氢和氧为燃料,通过电化学反应直接产生电力,能量转换效率高于燃烧燃料的热机。燃料电池的反应生成物为水,对环境无污染,单位体积氢的储能密度远高于现有的其它电池。因此它的应用从最早的宇航等特殊领域,到现在人们积极研究将其应用到电动汽车,手机电池等日常生活的各个方面,各国都投入巨资进行研发。按燃料电池使用的电解质或燃料类型,可将现在和近期可行的燃料电池分为碱性燃料电池,质子交换膜燃料电池,直接甲醇燃料电池,磷酸燃料电池,熔融碳酸盐燃料电池,固体氧化物燃料电池6种主要类型,本实验研究其中的质子交换膜燃料电池。 能源为人类社会发展提供动力,长期依赖矿物能源使我们面临环境污染之害,资源枯竭之困。为了人类社会的持续健康发展,各国都致力于研究开发新型能源。未来的能源系

统中,太阳能将作为主要的一次能源替代目前的煤,石油和天然气,而燃料电池将成为取代汽油,柴油和化学电池的清洁能源。 【摘要】燃料电池尤其是质子交换膜燃料电池(pem)以其高功率密度、高能量转换效率、可低温启动、环境友好等突出优点而受到瞩目。本实验包含太阳能电池发电(光能—电能转换),电解水制取氢气(电能—氢能转换),燃料电池发电(氢能—电能转换)几个环节,形成了完整的能量转换,储存,使用的链条。本实验通过研究燃料电池的工作原理,测量其输出特性,计算燃料电池的最大输出功率及效率并验证法拉第电解定律。测量太阳能电池的特性,做出所测太阳能电池的伏安特性曲线,电池输出功率随输出电压的变化曲线。获取太阳能电池的开路电压,短路电流,最大输出功率等。 【关键词】燃料电池,电解池,太阳能电池 【正文】 一、实验目的: 1、了解燃料电池的工作原理。 2、观察仪器的能量转换过程: 光能→太阳能电池→电能→电解池→氢能(能量储存)→燃料电池→电能 3、测量燃料电池输出特性,做出所测燃料电池的伏安

氢燃料电池控制策略培训课件

氢燃料电池控制策略

目录 30KW车用氢燃料电池控制策略 ............................ 错误!未定义书签。目录 (2) 1控制策略的依据 (4) 230KW车用氢燃料电池控制策略 (5) 2.1P&ID (6) 2.2模块技术规范 (7) 2.3用户接口 ................................................... 错误!未定义书签。 2.4系统量定义 (9) 2.5电堆电芯(CELL)电压轮询检测策略 (11) 2.5.1Cell巡检通道断线诊断处理 .................. 错误!未定义书签。 2.5.2Cell巡检通道断线诊断结果处理........... 错误!未定义书签。 2.6Cell电压测算............................................. 错误!未定义书签。 2.7电堆健康度SOH评估............................... 错误!未定义书签。 2.7.1特性曲线电阻段对健康度的评估方法.. 错误!未定义书签。 2.8ALARM和FAULT判定规则 (11) 2.9工作模式(CRM和CDR)策略 (12) 2.10电堆冷却液出口温度设定值策略 (12) 2.11空气流量需求量计算 (12) 2.12阳极氢气循环回路控制策略 .................... 错误!未定义书签。

2.13阴极空气传输回路控制策略 (15) 2.14冷却液传输回路控制策略 ........................ 错误!未定义书签。 2.15阳极吹扫(Purge)过程 (18) 2.16防冻(Freeze)处理过程 (18) 2.17泄漏检查(LeakCheck)机理 (19) 2.17.1在CtrStat17下的LeakCheck (19) 2.17.2CtrState2下的泄漏检查 (19) 2.18注水入泵(Prime)过程 (20) 2.19状态及迁移 (20) 2.19.1状态定义 (20) 2.19.2状态迁移图 (21) 2.19.3状态功能 (22) 2.19.4迁移条件 ................................................ 错误!未定义书签。 2.20CAN通讯协议。........................................ 错误!未定义书签。3未确定事项 ..................................................... 错误!未定义书签。

氢燃料电池系统在通信系统备用电源中的应用

氢燃料电池系统在通信系统备用电源中的应用 一、通信备用电源系统简介 通信基站一般用市电供电,为保证基站正常工作,需要给基站配备备用电源系统如铅酸蓄电池组和移动油机,在断电时,备用电源系统为基站中的负载供电,保证设备的正常运行。 铅酸蓄电池的优点是比较安全且采购成本较低,其缺点是体积大、笨重、造成一次和二次环境污染、备电时间有限且有不确定性、对环境温度要求苛刻。 当铅酸蓄电池因放电时间较长将要退服或出现故障时,移动油机成为现实可用的备用电源,但移动油机后勤保障复杂,需有人值守,有噪声污染及废气污染。 鉴于铅酸蓄电池和移动油机的种种缺点,加之能源危机和人们环保意识的提高,寻求新的备用电源的呼声越来越高,氢燃料电池是最理想的替代者之一。 二、氢燃料电池的原理 氢燃料电池是一种高效电化学能量转换器,把氢气(燃料)和氧气(来自空气)中的化学能直接转化成电能。只要有燃料和空气不断输入,燃料电池就能源源不断地产生电能,因此,燃料电池兼具电池和油机的特点。 燃料在燃料电池的阳极被氧化,生成质子和电子;质子通过电解质迁移到阴极,电子通过外电路迁移到阴极为外界负载提供电能;迁移到阴极的质子、电子和阴极处来自空气中的氧气结合生成水。燃料电池的主要优点包括:高效率(不受“卡诺循环”的限制)、零或超低排放、机械结构简单、扩展容易、安静、安全、可靠、能用可再生能源为燃料、只要有燃料就可连续不断地发电。 三、氢燃料电池与现有备用电源的比较 1、与铅酸电池的比较 和铅酸电池相比,燃料电池的主要优点包括: 适应环境温度范围宽广,基站温度可设定在32℃或更高,这样每年可节约大量空调电费。 只要保证氢气的供应就可持续供电,在发生大的自然灾害时可以保持长时间的通信畅通,为此而保护的生命、财产是难以用金钱来衡量的。 按设定电压稳定输出电能,而不像铅酸电池在剩余电量达到最低值前,放电电压衰减很快且难以预测。 重量轻,不需特殊的承重处理。 占地面积小,安置位置灵活,既可安置在室外也可安置在室内。 寿命设计一般是累计使用时间1500小时、累计开关次数超过600次、储存寿命10年,而铅酸电池几年就要更换。 安全性高,燃料电池系统中有多种传感器,系统可自动采取应对措施,如:当氢气泄漏时,燃料电池控制系统会自动关闭气源,避免泄漏持续;可远程监控,及时发现问题。世界上还没有燃料电池发生氢气燃爆事故。 2、与移动油机的比较 与移动油机比较,氢燃料电池最大优点是: 自动控制,可实现无人值守,通过遥测、遥控手段来监控系统的运行状态及氢气的剩余量,实现远程管理。 低噪音、无废气排放。燃料电池系统机械运动部件较少,所以系统比较安静,其排放物为水,对环境友好。 四、通信备用氢燃料电池系统的应用 1、系统的接入 燃料电池系统可以布置于室内和室外,但作为通信备用电源系统,根据现有通信机房的

氢燃料电池电堆系统控制方案

AIR OUT AIR IN H2IN DI-WEG IN DI-WEG OUT 图1 1号电堆模块系统图 H2PURGE1 24V H2PURGE2

WEXPT 图2 车用1号电堆系统系统图

表1 模块附件表:

表2 车载系统附件表:

2.1 模块 ●冷却液与压缩空气热交换器 因冷却液的温度适应电堆要求,该热交换器的作用,一是压缩空气温度过高时降温(起中冷器作用),二是压缩空气温度较低时加热。考虑到要适应低温环境,最好采用。 ●氢气入口压力调整器 电堆的氢气入口压力调整,由PT-H3、EPV-H4、PT-H4组成,通过程序采集压力和控制比例阀来实现。为了控制准确和简单管路,将PT-H2、EV-H2、PT-H3、EPV-H4、PT-H4做到一个阀组(manifold)上。 ●阳极压力保护 为防止氢气入口压力调整器失效,而使阳极产生高压毁坏电堆。采用安全阀SRV-H5保护。 ●外增湿器 外增湿器采用膜增湿器,用电堆的出口湿空气来增湿电堆得入口干空气。具体是否采用,要看电堆的需求。 ●氢气循环 氢气循环,一是使阳极的氢气的湿度均匀,二是加热入口的氢气。 ●氢气吹扫(排放)阀 氢气吹扫阀,是用1个还是在电堆氢气出口的2端各用1个。 要看电堆的阳极结构,因氢气回流后,多少会有一些液态水,若

不能及时吹扫掉,会影响水平较低段的节电池性能,也不利于防冻处理。 ●电堆空气出口压力 电堆出口压力,采用电磁比例阀EPV-A6和电堆出口压力表PT-A5形成回路来控制。为防止憋压,比例阀为常开阀。 ●电堆高压输出正负极对结构接地(搭铁)绝缘电阻检测 电堆高压输出正负极对结构接地的绝缘电阻小时,会危害电堆的安全。在模块中需要加入检测单元。绝缘电阻的要求,单节电池为1200欧,150节为180千欧。 ●电机调速器的电源 因空压机的功率一般大于1kW,采用电堆的高压电源,在启动或停止的过程中需要外电源供电。启动和停止时由预充电电源PS-HV6供电。 氢气循环泵,因功率一般小于500W,且只在电堆工作时运行,采用外部24VDC单独供电。 ●节电池电压巡检单元 节电池电压巡检单元,与电堆的结构做到一起,自带MPU,与模块控制器采用通讯联系(CAN和RS485)。这样会使检测电缆最短,提高可靠性和美观。 ●模块控制器 控制器的MCU选用飞思卡尔的MC9S12CE,硬件和壳体,若能采购满足要求的现成控制器,则采购;实验调试完成后,沿用

氢氧燃料电池基础知识集锦

氢氧燃料电池基础知识集锦 氢氧燃料电池是很有发展前途的新的动力电源,一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料,作为负极,用空气中的氧作为正极.和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在入的,因而电池容量取决于贮存的活性物质的量;而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入的,因此,这类电池实际上只是一个能量转换装置。 一:氢氧燃料电池特点 这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点,但由于成本高,系统比较复杂,仅限于一些特殊用途,如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔和浮标等方面。 二:氢氧燃料电池的分类 目前氢氧燃料电池可分为离子膜、培根型和石棉膜三类。 1.离子膜氢氧燃料电池:用阳离子交换膜作电解质的酸性燃料电池,现代采用全氟磺酸膜。电池放电时,在氧电极处生成水,通过灯芯将水吸出。这种电池在常温下工作、结构紧凑、重量轻,但离子交换膜内阻较大,放电电流密度小。

2.培根型燃料电池:属碱性电池。氢、氧电极都是双层多孔镍电极(内外层孔径不同),加铂作催化剂。电解质为80%~85%的苛性钾溶液,室温下是固体,在电池工作温度(204~260°C)下为液体。这种电池能量利用率较高,但自耗电大,起动和停机需较长的时间(起动需24小时,停机17小时)。 3.石棉膜燃料电池:也属碱性电池。氢电极由多孔镍片加铂、钯催化剂制成,氧电极是多孔银极片,两电极夹有含35%苛性钾溶液的石棉膜,再以有槽镍片紧压在两极板上作为集流器,构成气室,封装成单体电池。放电时在氢电极一边生成水,可以用循环氢的办法排出,亦可用静态排水法。这种电池的起动时间仅15分钟,并可瞬时停机。比磷酸铁锂电池要更环保。 三:氢氧燃料电池的原理 工作时向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(氧气)。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电

氢燃料电池的特点及应用

氢燃料电池的特点及应用 2009-04-08 16:06出处:比特网论坛作者:lijing【我要评论】[导读]燃料电池技术被认为是取代蓄电池和发电机作为通信行业后备电源的最有前景的技术。美国瑞莱昂(RELION)公司生产的燃料电池作为通信用后备电源进行了详尽的现场测试和数据整理。文中介绍了该测试组的试验情况,这些试验点都是以RELION公司提供的燃料电池作为通信基站的备用电源,进行了历时6个月的现场测试。 企业数据中心每周热点文章 下载数据中心白皮书赢取指纹U盘下载刀片服务器解决方案赢取ThinkPad笔记本灵活多变的数据中心机柜解决方案(视频) IT管理人员眼中的动态架构 Gartner 电源管理的节能展望云运算开放宣言各方看法不一 料电池技术被认为是取代蓄电池和发电机作为通信行业后备电源的最有前景的技术。美国瑞莱昂(RELION)公司生产的燃料电池作为通信用后备电源进行了详尽的现场测试和数据整理。文中介绍了该测试组的试验情况,这些试验点都是以RELION公司提供的燃料电池作为通信基站的备用电源,进行了历时6个月的现场测试。 1 现在通信站后备电源的解决方案 现在的通信站通常都是由市电供电,采用铅酸蓄电池作为主要的后备电源,其初次投资比较低。但蓄电池的维护及管理成本较高,特别是在环境不好的情况下,成本更高;并且蓄电池使用寿命短;如不能有效监控其工作状况,常常导致蓄电池在真正需要的时候不能有效供电,造成通信中断。 2 燃料电池技术 燃料电池是电化学装置,能够将氢和氧的化学能转变为电能,并且没有污染,无有害物质排放。PEM型燃料电池(质子交换膜燃料电池)由两个电极(阴极和阳极)组成,通过聚合膜联系起来。 气态氢被送到膜的阳极,空气被送到阴极,氢原子在阳极侧被剥离电子,带正电荷的质子穿过膜到达阴极。为使该反应发生,须使用铂金催化剂。氢的电子通过外部回路从阳极到达阴极,产生了电流,在阴极,电子、质子和空气中的氧结合产生水,是燃料电池的主要副产品,如图1所示。 图1 燃料电池的工作原理图 3 燃料电池的优势 (1)无污染。燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式——最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放象COx、NOx、SOx气体

《氢燃料电池安全指南》(2019版)燃料电池堆及系统安全

3燃料电池堆及系统安全 3.1燃料电池堆安全 3.1.1燃料电池堆设计 3.1.1.1燃料电池堆分类 目前车用的燃料电池主要是质子交换膜燃料电池堆(PEMFC),质子交换膜燃料电池堆根据极板使用的材料不同,分为金属极板燃料电池堆和石墨极板燃料电池堆等。 3.1.1.2燃料电池堆功率 燃料电池堆体积比功率决定了后期电堆和系统的组合方式以及电堆的热管理设计。较小体积比功率电池堆有利于热的扩散,对整体电堆和系统热管理设计有益。较大体积比功率电池堆有利于系统设计和制造过程简单化和电池堆体积的减小。 不断 升燃料电池堆体积比功率是长期、系统的工作,建议要在确保安全性、可靠性和关键电性能指标的前 下, 升燃料电池堆的比功率和功率。 3.1.1.3燃料电池堆关键材料 燃料电池堆使用的材料对工作环境应有耐受性,燃料电池堆的工作环境包括振动、冲击、多变的温湿度、电势以及腐蚀环境;在易发生腐蚀、摩擦的部位应采取必要的防护措施。 (1)质子交换膜 质子交换膜是质子交换膜燃料电池的核心部件,其主要作用是分隔阳极和阴极,阻止燃料和空气直接混合发生化学反应,并传导质子、阻止电子在膜内传导;质子交换膜的质子传导率越高,膜的内阻越小,燃料电池的效率越高。质子交换膜材料要具有足够的化学、电化学、热稳定性和一定的机械稳定性,保证燃料电池在工作过程中能够耐受气流冲击、电流冲击和自由基攻击而不发生降解,保证燃料电池内部不会发生气体窗口窜漏、短路等危险。 对于全氟磺酸膜类质子交换膜,要有较好的热稳定性、化学稳定性和良好的机械稳定性,避免其在高温时发生化学降解,防止燃料电池在高温和高电位时出现化学降解导致气体窜漏引发氢氧混合。气体串漏对燃料电池的安全性有较大影响,要优先选用机械强度高的质子交换膜。质子交换膜厚度和燃料电池安全性密切相关,燃料电池质子交换膜厚度的选择建议充分考虑由于降低隔膜厚度带来的安全风险。 (2)气体扩散层 21/53

20190327国内外甲醇燃料电池汽车发展历程 (下)

国际甲醇燃料电池汽车发展史(下篇) 上文说到,甲醇重整制氢在海外经历了长达10年(2006-2016年)的低潮期,仅仅在备用电源领域有所应用。国内从2010年起,开始有企业对此关注,做相应的研究,但没有企业有念头和实力,将甲醇重整燃料电池系统集成到汽车上。 直到2014年,深圳开始出现2012年大运会期间投入的纯电动大巴车续航里程衰减严重的现象,迫切需要解决方案,有人开始考虑用燃料电池给锂电池随车充电——增程式。 2015年,Mirai横空出世,7万美元的售价,113kW的电堆,一下子打开了中国氢燃料电池工作者的思路:燃料电池可以做到很便宜。性能上不需要一步到位到100kW以上,可以从30kW开始。 在这个技术路线的指导下,基于甲醇重整燃料电池发电系统开始登上历史舞台,并开始在中国得到深入研究。 甲醇重整制氢+氢燃料电池系统作为“发电机”系统,主要有三种技术路线: A.第一类技术是甲醇重整+高温燃料电池,这类技术是现阶段发展最快的技术路径,已在电动车和特殊领域得到了众多成功应用。 高温燃料电池是指工作温度在160℃以上的质子交换膜技术。相比于常温/低温的系统85℃左右工作温度,高温燃料电池的160℃工作温度可以保证氢气在电堆内反应后的产物都是水蒸气,而不存在液态水的可能。这样可以避免淹堆、反极等低温燃料电池电堆会碰到的问题。从硬件配置上来讲,可以规避氢气循环泵、增湿器等,对于空压机的要求也会低很多,可以大大简化系统的设计。 图1:典型的甲醇重整高温燃料电池系统图 这类高温燃料电池兼顾了PAFC磷酸燃料电池和PEM质子交换膜燃料电池的优点,采用了PEM燃料电池的结构,通过使用PBI(聚苯并咪唑)膜和H3PO4磷酸传导质子,虽然功率密度比基于Nafion(全氟磺酸膜)的低温质子交换膜小,但是系统效率高。最重要的是,高温堆能耐受2%的CO,不会形成铂催化剂中毒。 这套系统中,甲醇和水的混合液重整制氢的过程是一个吸热的过程,相比之下,还有其他的重整技术,可以实现甲醇自热重整反应:导入一定量的氧气参与氧化,这样重整器当中

氢燃料电池

氢燃料电池 汽车是人们生活中的重要交通工具,而汽车排放的尾气又是造成日益严重的环境污染的重要原因,为此,人们急需寻找一种代用燃料。科学家经过几十年的精心研究发现,用氢燃料电池作汽车动力无污染环境的有害成份。因此,使用氢燃料电池的汽车才是名副其实的“绿色燃料”汽车。据报道,在冰岛政府的支持下,戴姆勒—克莱斯勒公司和壳牌公司1999年初公布了把这个岛国变为世界上第一个“氢经济”的国家计划——最终用无污染的氢能源取代所有小轿车、公共汽车上使用的柴油和汽油。目前,德国已经陆续推出了各种燃氢汽车。 过去,人们总以为氢气是一种化学元素,很少把它作为能源来看待。自从出现了火箭和氢弹之后,氢气又变成了航天和核武器的重要材料,现在又将其制成氢燃料电池,为人们提供电能。那么,氢气是怎样发电的呢? 氢燃料电池发电的基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阴极和阳极,氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阳极。 氢燃料电池与普通电池的区别主要在于:干电池、蓄电池是一种储能装置,是把电能贮存起来,需要时再释放出来;而氢燃料电池严格地说是一种发电装置,像发电厂一样,是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。另外,氢燃料电池的电极用特制多孔性材料制成,这是氢燃料电池的一项关键技术,它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面,还要对电池的化学反应起催化作用。 20世纪60年代,氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后,随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术,很快,氢燃料电池就被运用于发电和汽车。 大型电站,无论是水电、火电或核电,都是把发出的电送往电网,由电网输送给用户。但由于各用电户的负荷不同,电网有时呈现为高峰,有时则呈现为低峰,这就会导致停电或电压不稳。另外,传统的火力发电站的燃烧能量大约有70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上,燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物质。而使用氢燃料电池发电,是将燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,能量转换率可达60%~80%,而且污染少、噪音小,装置可大可小,非常灵活。 氢的化学特性活跃,它可同许多金属或合金化合。某些金属或合金吸收氢之后,形成一种金属氢化物,其中有些金属氢化物的氢含量很高,甚至高于液氢的密度,而

燃料电池及燃料电池发动机研究

燃料电池及燃料电池发动机研究 原作者:宋珂同济大学中德学院 燃料电池主要由阳极、阴极、电解质组成是一种将氢、氧的化学能通过催化反应直接转化成电能的装置。其最大特点是清洁、高效,被视为石油等生化能源的替代品。燃料电池种类较多,其中质子交换膜燃料电池在电动汽车上用运最广泛。燃料电池发动机是电动汽车的关键部件,具有自身的比较优势及缺点。 燃料电池(FuelCell)是一种将氢,氧的化学能通过催化反应直接转换成电能的装置。其最大特点在于反应过程不涉及燃烧和热机(日eatengine),不受卡诺循环(Carnotcycle)的限制,因此能量转换效率可高达60%~70%实际使用效率是普通内燃机的2倍左右。质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell PEMFC)是燃料电池的一种因为具备了低温快速启动,无电解液腐蚀溢漏问题等运输动力所必须具备的特点,而被认为是今后燃料电池汽车上最理想的。 一、燃料电池的历史 燃料电池的起源可以追溯到19世纪初,欧洲的两位科学家CFSchbnbein教授与WilliamRGrove 爵士,他们分别是燃料电池原理的发现者和燃料电池的发明者。 一般认为燃料电池最早是诞生于1839年Grove的气体电池(Gas voltaic cbattery)实验,然而比较严谨的说法是Schdnbein在1838年首度发现了燃料电池的电化学效应,而第二年Grove 发明了燃料电池。Schonbein发现氢气与铂电极上的氯气或氧气所进行的化学反应过程中能够产生电流,Schonbein将这种现象解释为极化效应(Polarisationeffect),这便是后来被称做燃料电池的起源。Grove的气体电池基本构想源自于水的电解实验。水电解过程是用电将水分解成为氢气和氧气,反过来,Grove认为将氧气和氢气反应就有可能逆转电解过程而产生电。为了验证这一理论,他将两条铂分别放入两个密封的瓶中,一个瓶中充满氢气,另一个瓶中充满氧气,当这两个密封的瓶浸入稀硫酸溶液时,电流便开始在两个电极之间流动,装有氧气的瓶中产生了水,而为了提高整个装置所产生的电压,Grove将四组这种装置串联起来,他将这种电池称做“气体电池”,这个装置就是后来被公认的全世界第一个燃料电池。而“燃料电池”(FuelCell)一词直到1889年才由LMond和https://www.360docs.net/doc/0a17364100.html,nger两位化学家所提出。然而在19世纪,要将燃料电池商业化存在着很多无法克服的障碍如铂的来源,氢气的制备等等。因此Grove的发明并未引起大家的关注。到了19世纪末,更由于内燃机技术的崛起与快速发展,同时配合大规模化石燃料的开发与利用,使得燃料电池应用变得遥遥无期。

氢燃料电池电堆系统控制方案

氢燃料电池电堆系统控制方案 案场各岗位服务流程 销售大厅服务岗: 1、销售大厅服务岗岗位职责: 1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品; 2)保持销售区域台面整洁; 3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等; 4)收集客户意见、建议及现场问题点; 2、销售大厅服务岗工作及服务流程 阶段工作及服务流程 班前阶段1)自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域 2)检查使用工具及销售大厅物资情况,异常情况及时登记并报告上级。 班中工作程序服务 流程 行为 规范 迎接 指引 递阅 资料 上饮品 (糕点) 添加茶水 工作 要求 1)眼神关注客人,当客人距3米距离 时,应主动跨出自己的位置迎宾,然后 侯客迎询问客户送客户

注意事项 15度鞠躬微笑问候:“您好!欢迎光临!”2)在客人前方1-2米距离领位,指引请客人向休息区,在客人入座后问客人对座位是否满意:“您好!请问坐这儿可以吗?”得到同意后为客人拉椅入座“好的,请入座!” 3)若客人无置业顾问陪同,可询问:请问您有专属的置业顾问吗?,为客人取阅项目资料,并礼貌的告知请客人稍等,置业顾问会很快过来介绍,同时请置业顾问关注该客人; 4)问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好,这里是XX销售中心,这边请”5)问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好 6)关注客人物品,如物品较多,则主动询问是否需要帮助(如拾到物品须两名人员在场方能打开,提示客人注意贵重物品); 7)在满座位的情况下,须先向客人致歉,在请其到沙盘区进行观摩稍作等

待; 阶段工作及服务流程 班中工作程序工作 要求 注意 事项 饮料(糕点服务) 1)在所有饮料(糕点)服务中必须使用 托盘; 2)所有饮料服务均已“对不起,打扰一 下,请问您需要什么饮品”为起始; 3)服务方向:从客人的右面服务; 4)当客人的饮料杯中只剩三分之一时, 必须询问客人是否需要再添一杯,在二 次服务中特别注意瓶口绝对不可以与 客人使用的杯子接触; 5)在客人再次需要饮料时必须更换杯 子; 下班程 序1)检查使用的工具及销售案场物资情况,异常情况及时记录并报告上级领导; 2)填写物资领用申请表并整理客户意见;3)参加班后总结会; 4)积极配合销售人员的接待工作,如果下班时间已经到,必须待客人离开后下班;

带你认识氢能燃料电池

带你认识氢能燃料电池 燃料电池技术的发展历程已经超过了170年,并且已经在太空计划、交通运输以及固定式应用领域中取得了巨大成功。从19世纪初,氢燃料电池经历了如下发展:1801年,可以称之为一个全新的开始,首次描述了燃料电池的概念,燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。1839年,发明了燃料电池装置,大大提升了燃料电池的发展速度。1889年,研究使用煤气作为燃料的燃料电池,并首次命名为燃料电池。20世纪50年代,发明了质子交换膜燃料电池。1959年,将燃料电池用于潜艇上。20世纪60年代,首次将燃料电池用于太空任务中。20年代80年代,展示了一款5kW的碱性燃料电池。20世纪90年代,大型燃料电池发电站被研发出来用于商业化及工业应用。 国外和国内一样,目前燃料电池的使用都主要集中在交通运输方面,但是国外的发展和我国不一样的地方是基本上所有的公司都是在乘用车上做文章。梳理发展历程,可以把燃料电池汽车国内外发展现状分为五个阶段,分别是技术验证阶段、用户认可阶段、性能提升阶段、市场引入阶段,预计到2020年会引来大规模商业化阶段。国内的情况原则上说是处于技术起步验证的阶段,当前我国政府在积极推动新能源汽车的发展,推动很多企业开始关注和发展燃料电池技术,购买了国外的燃料电池、电堆等核心技术,经过组装进燃料电池车里,逐步跨越到燃料电池产业化的阶段。 燃料电池的应用范围很广,包括轿车及巴士、物流运输、小型交通工具、无人机、热电联产、备用电源、便携电源等等。燃料电池车具备高效率、低排放的特点,可以实现500到800公里行程的新能源车,而且加氢时间与加油时间相同,对环境十分友好。在物流方面,在室内仓储货运叉车市场中,燃料电池叉车已具备与传统叉车的竞争优势,它具有零碳排放,无需充电,加氢方便,恒定功率输出,节省运营成本的特点。在小型交通工具应用方面,燃料电池相对基于电池的交通解决方案优势明显,具有超长时间供能、无需长时充电、环境友好、易集成等特点。此外,空冷燃料电池在无人机领域有着无可比拟的优势,他们具有静音、轻便、长时间供能的特点。据相关数据统计,全球已有数十万台燃料电池热电联产系统走进千家万户,这些燃料电池热电联产系统能源利用率高达85%,拥有节能环保的极大优势,可以实现能源供应多样化,进而解决电网峰谷问题,同时可以不间断供电,实现经济供电、无需专门的配电环节。随着燃料电池应用的不断推广,全球已有多种燃料电池备用电源服务于电信运营商,可以轻松实现超长时间供能,进而节省生命周期内TCO成本,实现绿色低碳发展。除了备用电源,便携电源也得到很大的发展,燃料电池便携电源尤其适合户外长时间供能需求的客户,具有轻便、超长续航时间、无需充电,续电快捷、安全可靠、无自放电问题等特点。

燃料电池论文

对燃料电池的再认识 非常有幸,这学期能够聆听来自海外高材生,海归博士林俊老师的燃料电池课。 我对化学有着别样的情节非常愿意也主动的去听老师讲课,对于选修课我敢说我没有像其他任何一门选修课一样为了学分而是完全凭着自己的一分兴趣,一份对化学的热爱。期末了,林俊老师让我们去用论文的方式用自己的观点去重新回顾一下所学过的内容。我查认真查阅了资料,浏览了许多文献,让我对燃料电池有了更加理性的了解。下面我就谈谈我对它的认识。 首先谈到燃料电池,个人觉得不得不提一下能源,新能源的发展,各我国的能源状况。这也算是发展燃料电池的一个原因吧。 我国能源的现状 我们形容祖国经常会用到“地大物博”一词,但事实表明我们的能源和资源总量并不丰富,由于我国人口众多,人均资源能源的占有量从世界整体水平看存在着明显的差距。严峻的形势让人触目惊心。从能源总量来看,我国是世界第二大能源生产国和第二能源消费国。据资料显示,截止到2004年底,我国石油剩余可采储量23亿吨,占世界总量的1.4%;天然气剩余可采储量2.23万亿立方米,占世界天然气可采储量总量的1.2%;煤炭剩余可采储量1145亿吨,占世界总量的12.6%等。就可采储量而言,有关专家估计,若按目前的开采水平,我国石油资源和东部的煤炭资源将在2030年耗尽,水力资源的开发也将达到极致。就质量而言,我国能源资源以煤炭为主,按各种燃料的热值计算,在目前的探明储量下,世界能源资源中,固体燃料和液体、气体燃料的比例为4:1,而我国则远远落后于这一比值。目前,在世界能源产量中,高质量的液、气体能源所占比例为60.8%,而我国仅为19.1%。2004年,中国一次能源消费总量19.7亿吨标准煤,比上年增长15.2%。其中,煤炭消费量18.7亿吨,原油2.9亿吨,天然气415亿立方米。从人均水平来看,2004年中国人均一次能源消费量1.08吨油当量,为世界平均水平1.63吨油当量的66%,是美国人均8.02吨油当量的13.4%,日本人均3.82吨油当量的28.1%。从能源结构来看,2004年一次能源消费中,煤炭占67.7%,石油占22.7%,天然气占2.6%,水电等占7.0%。这些只是部分能源消费情况,其形势不容乐观。面对国家这样的能源现状,触目惊心的数据,提醒着我们应更冷静、更客观地面对中国的能源问题。人们不能再大手大脚的对待现有的能源,从现在开始我们应该树立节约能源、适度消费的观念。 完全可以看得出来不仅是我国全世界范围内在短短100年时间的高速发展带来了巨大的能源危机,新能源也因此运营而生。 新能源的分类与应用 所谓能源是指煤炭、太阳能、风能、水能、天然气、地热能、核能等等。 能源家族的成员分类: 从能源产生的方式可分为一次能源和二次能源。 所谓一次能源,是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源,它包括:原煤、天然气、太阳能、水能、风能、地热等;为了满足生产和生活的需要,有些能源要加工转换后使用,成为二次能源,指由一次能源经过加工转换以后得到的另一种形态的能源产品,例如:电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油等。 从能源是否可再利用的角度,一次能源可再次被分为再生能源和非再生能源两大类。 可再生能源,是指在自然界中可不断再生并可以持续利用的资源,它主要包括太阳能、风能、水能、地热能、生物质能等;而非再生能源,是指经过亿万年的,短期内无法恢复的能源,包括原煤、原油、天然气、油页岩、核能等。随着我们使用越来越多,它就会变得越来越少,直到用到枯竭为止,在自然界中它们将不会再生。

燃料电池种类工作原理及结构

燃料电池 燃料电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。 燃料电池含有阳阴两个电极,分别充满电解液,而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成。氢气由阳极进入供给燃料,氧气(或空气)由阴极进入电池。 电池经由催化剂的作用,使得阳极的氢原子分解成氢质子(proton )与电子(electron ),其中质子进入电解液中,被氧“吸引”到薄膜的另一边,电子经由外电路形成电流后,到达阴极。在阴极催化剂之作用下,氢质子、氧及电子,发生反应形成水分子。这正是水的电解反应的逆过程,因此水是燃料电池唯一的排放物。 利用这个原理,燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电,为一种 "发电机"。 阳极反应 - 阴极反应 总反应 伴随着电池反应,电池向外输出电能。只要保持氢气和氧气的供给,该燃料电池就会连续不断地产生电能。 燃料电池的分类 1 按燃料电池的运行机理分 根据燃料电池的运行机理的不同,可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池。例如磷酸燃料电池(PAFC)和液态氢氧化钾燃料电池(LPHFC)。 2按电解质种类分 根据燃料电池中使用电解质种类的不同,可分为酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质的燃料电池。即碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。在燃料电池中,磷酸燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)可以冷起动和快起动,可以用作为移动电源,适应燃料电池电动汽车(FCEV)使用的要求,更加具有竞争力。 3按燃料类型分 燃料电池的燃料有氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有机燃料和汽油、柴油以及天然气等气体燃料,有机燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后,才能成为燃料电池的燃料。根据燃料电池使用燃料类型的不同,可分为直接型燃料电池、间接型燃料电池和再生型燃料电池。 4按工作温度分 e H H 222+→+O H O e H 222122→+++O H O H 22222=+

氢燃料电池电堆系统控制方案总结

word 整理版 AIR OUT AIR IN H2IN DI-WEG IN DI-WEG OUT 图1 1号电堆模块系统图 H2PURGE1 24V H2PURGE2

WEXPT 图2 车用1号电堆系统系统图word整理版

表1 模块附件表:

表2 车载系统附件表:

2.1 模块 ●冷却液与压缩空气热交换器 因冷却液的温度适应电堆要求,该热交换器的作用,一是压缩空气温度过高时降温(起中冷器作用),二是压缩空气温度较低时加热。考虑到要适应低温环境,最好采用。 ●氢气入口压力调整器 电堆的氢气入口压力调整,由PT-H3、EPV-H4、PT-H4组成,通过程序采集压力和控制比例阀来实现。为了控制准确和简单管路,将PT-H2、EV-H2、PT-H3、EPV-H4、PT-H4做到一个阀组(manifold)上。 ●阳极压力保护 为防止氢气入口压力调整器失效,而使阳极产生高压毁坏电堆。采用安全阀SRV-H5保护。 ●外增湿器 外增湿器采用膜增湿器,用电堆的出口湿空气来增湿电堆得入口干空气。具体是否采用,要看电堆的需求。 ●氢气循环 氢气循环,一是使阳极的氢气的湿度均匀,二是加热入口的氢气。 ●氢气吹扫(排放)阀 氢气吹扫阀,是用1个还是在电堆氢气出口的2端各用1个。 要看电堆的阳极结构,因氢气回流后,多少会有一些液态水,若

不能及时吹扫掉,会影响水平较低段的节电池性能,也不利于防冻处理。 ●电堆空气出口压力 电堆出口压力,采用电磁比例阀EPV-A6和电堆出口压力表PT-A5形成回路来控制。为防止憋压,比例阀为常开阀。 ●电堆高压输出正负极对结构接地(搭铁)绝缘电阻检测 电堆高压输出正负极对结构接地的绝缘电阻小时,会危害电堆的安全。在模块中需要加入检测单元。绝缘电阻的要求,单节电池为1200欧,150节为180千欧。 ●电机调速器的电源 因空压机的功率一般大于1kW,采用电堆的高压电源,在启动或停止的过程中需要外电源供电。启动和停止时由预充电电源PS-HV6供电。 氢气循环泵,因功率一般小于500W,且只在电堆工作时运行,采用外部24VDC单独供电。 ●节电池电压巡检单元 节电池电压巡检单元,与电堆的结构做到一起,自带MPU,与模块控制器采用通讯联系(CAN和RS485)。这样会使检测电缆最短,提高可靠性和美观。 ●模块控制器 控制器的MCU选用飞思卡尔的MC9S12CE,硬件和壳体,若能采购满足要求的现成控制器,则采购;实验调试完成后,沿用

燃料电池的基本原理

Pt基纳米材料的制备及其在甲醇燃料电池中的应用 人类物质文明的飞速发展,导致了对能源的消耗日益增加。能源是经济发展的基础,没有能源工业的发展就没有现代文明。为了更有效地利用能源,人们一直在进行着不懈的努力。历史上利用能源的方式有过多次革命性的突破,从原始的蒸汽机到汽轮机、高压汽轮机、内燃机、燃气轮机,每一次能源利用方式的变革都极大地推进了现代文明的发展。随着现代文明的发展,人们逐渐认识到传统的能源利用方式有两大弊病。一是储存于燃料中的化学能必需首先转变成热能后才能被转变成机械能或电能,受卡诺循环及现代材料的限制,在机端所获得的效率只有33-35%,一半以上的能量白白地损失掉了;二是传统的能源利用方式给今天人类的生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废热和噪声的污染。多年来人们一直在努力寻找既有较高的能源利用效率又不污染环境的能源利用方式。这就导致了燃料电池发电技术的产生,并使之成为当今研究开发的热点之一[1-5]。 [1] 衣宝廉. 燃料电池——高效环境友好的发电方式. 北京:化学工业出版社, 2000. [2] “Fuel Cell Handbook,5th Edition”, Re port prepared by EG&G Services, Parsons, Inc. and Science Applications International CorPoration under contract no. DE-AM26-99FT40575 for the U.S. Department of Energy, National Energy Technology Laboratory, October 2000. [3] 《燃料电池系统(原文第二版)》, 作者: (英)詹姆斯·拉米尼、安德鲁·迪克斯, 译者: 朱红, 科学出版社, 2006. [4] Coles, L. R.; Chapel, S. W.; lamucci, J. J., “Valuation of modular generation, storage, and targeted demand-side management”, IEEE Transactions on Energy Conversion, V olume: 10 Issue:1, Mar 1995, Page(s): 182-187. [5]梁有伟, 胡志坚, 陈允平. 分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J]. 电网技术, 2003, 27(12): 71-88. 1.2 燃料电池概述

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