水冷型質(zhì)子交換膜燃料電池限制高電位策略研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)由于具有工作溫度低、噪聲小、功率密度高、啟動速度快、能量效率高、動態(tài)性能優(yōu)越、環(huán)境友好等優(yōu)點，逐漸引起了人們的廣泛關(guān)注，并且是未來新能源應(yīng)用的重要方向。在PEMFC高速發(fā)展并逐步商業(yè)化的今天，PEMFC電堆的性能和使用壽命阻礙著其大規(guī)模應(yīng)用，影響電堆性能和使用壽命的因素眾多，其中電堆運行過程中出現(xiàn)的高電位是造成電堆性能衰減的主要因素。在高電位存在的條件下，碳載體材料容易被氧化腐蝕，生成CO2、CO等氣體，

2、從而減弱Pt顆粒與碳載體的結(jié)合力，使得Pt顆粒脫落，最終導(dǎo)致Pt顆粒在電解質(zhì)中溶解，嚴(yán)重影響膜電極的催化性能。因此，本文針對大功率水冷型燃料電池運行過程中出現(xiàn)的高電位進(jìn)行研究對于延長電堆的使用壽命具有重要意義。
　　本文首先基于大功率水冷型燃料電池穩(wěn)定運行所需的輔機(jī)環(huán)境，設(shè)計和搭建了多功能PEMFC測試平臺，詳細(xì)介紹了平臺系統(tǒng)的各個子結(jié)構(gòu)并對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了選型;根據(jù)燃料電池電堆啟動、自動運行以及停機(jī)流程，以USB7635BD數(shù)據(jù)采

3、集卡作為通信樞紐，基于LabVIEW編程語言設(shè)計了測試平臺的控制軟件，通過上位機(jī)實現(xiàn)測試所需各種操作參數(shù)的設(shè)置，以及實時監(jiān)測電堆的運行狀態(tài)。
　　其次，對最容易出現(xiàn)高電位的啟動和停機(jī)工況進(jìn)行了詳細(xì)研究，分析了啟動和停機(jī)導(dǎo)致電堆性能衰減的根本原因，并且對本文所用的大功率水冷型燃料電池進(jìn)行啟動和停機(jī)實驗研究，提出適合的啟動和停機(jī)策略來限制出現(xiàn)的高電位，極大的減少啟動和停機(jī)對電堆性能的損害。
　　最后，針對大功率水冷型燃料電池系統(tǒng)