分会场

燃料电池与储能

摘要

质子交换膜燃料电池是一种极具潜力、应对化石能源问题的能量转换装置。在瞬态过程中，其响应特性会对输出性能造成影响，并需要进一步研究。而通过测量局部电流密度可以较为直接地分析电池中电化学反应和传质过程的行为和特性，提供更全面的数据。本研究中，使用一个大面积单电池在变载工况下进行了实验，将输出电流作为实验变量，通过测量电池电压来表征电池的整体性能，调整变载的幅值设置一系列工况进行研究。在通常工况下稳态工作时，阴极入口处有较高的氧气浓度，所以也具有较高的局部电流密度。同时，局部氧气浓度也在电池的瞬态响应过程中产生明显影响。通过分析电池性能和电流密度分布揭示了在瞬态响应过程中电池内部电化学反应和传质过程的变化状态。本研究给出了在动态负载需求下的反应气体流量控制策略，同时本研究结果也为改善流场设计以获取更好的瞬态响应特性打下了基础。

关键词

质子交换膜燃料电池;瞬态过程;局部电流密度;控制策略

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