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1、第14卷 第4期中 国 公 路 学 报Vol114No142001年10月ChinaJournalofHighwayandTransportOct.2001文章编号:100127372(2001)0420103203汽车用质子交换膜燃料电池性能实验研究郭 航,马重芳,肖劲松,徐 榕,叶 芳(北京工业大学环境与能源工程学院,北京 100022)摘 要:对可用于汽车动力源的氢氧质子交换膜燃料电池的性能进行了实验研究;通过测定电压—电流密度曲线等方法研究了质子交换膜燃料电池的性能特点以及电池温度对电池性能的影响;对
2、汽车启动阶段质子交换膜燃料电池的压力特性进行了实验研究。关键词:质子交换膜燃料电池;汽车;实验中图分类号:U463163 文献标识码:AExperimentalinvestigationofperformanceofprotonexchangemembranefuelcellsforvehiclesGUOHang,MAChong2fang,XIAOJin2song,XURong,YEFang(SchoolofEnvironmentandEnergyEngineering,BeijingPolytechni
3、cUniversity,Beijing100022,China)Abstract:Thispaperreportsaseriesofexperimentalinvestigationsonperformanceofhydrogen2oxygenprotonexchangemembranefuelcell(PEMFC),whichcanmakeupofpowersourcesofvehicle.Theperformancecharacteristicsofprotonexchangemembranefuelce
4、llandtheinfluenceoftemperatureofcellonfuelcellperformancehavebeenresearchedbyvoltage2currentdensityexperimentalmethodandsoon.Also,theexperimentalinvestigationofpressurecharacteristicsofPEMFCatstartupmomentofautomobilehasbeendoneinthispaper.Keywords:protonex
5、changemembranefuelcell;vehicle;experiment[2,4,5] 燃料电池是一种不经过燃烧直接将蕴藏在燃料发工作。及其氧化剂当中的化学能以电化学反应方式高效、用于汽车动力源的燃料电池堆的性能优劣在很环境友好地转化为电能的发电装置。其工作方式与大程度上取决于构成该电池堆的单电池的性能特蓄电池等常规化学电源不同,它的燃料及氧化剂储点,因此,对车用燃料电池的研究应首先针对单电存在电池外,当电池工作时,连续不断地向电池内送池。笔者即针对使用氢为燃料的汽车用质子交换膜入燃料及氧化剂,产
6、生电能。因而燃料电池是一种发燃料电池,对其单电池的性能变化规律以及影响其电装置而非电能的储存装置。质子交换膜燃料电池性能的主要参数进行了实验研究。(ProtonExchangeMembraneFuelCell,PEMFC)[3]1 工作原理是第五代燃料电池,其工作不象内燃机那样受到卡诺循环的限制,因而效率可高达40%～50%;冷目前,质子交换膜燃料电池主要有氢燃料电池、起动时间短,可以在数秒内实现冷起动;工作温度范甲醇重整燃料电池和直接甲醇燃料电池三种,目前围60～100℃,对环境无污染,结构简单。由于尤以氢
7、燃料电池倍受电动汽车研究开发人员的注PEMFC的特点,使得它特别适合作电动汽车动力目。其工作原理是:源,全球各大汽车公司纷纷开展燃料电池汽车的开在电池的一端,氢气通过导气板到达阳极,在催收稿日期:2001201217基金项目:北京市自然科学基金项目(3992002)作者简介:郭 航(19702),男,北京市人,北京工业大学讲师,工学博士研究生.©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.1 中 国
8、公 路 学 报 042001年化剂的作用下,发生如下阳极反应+-H2→2H+2e(1) 反应生成物中,氢离子(质子)穿过阳极和阴极之间的固体电解质膜到达阴极,电子通过外电路也到达阴极。在电池的另一端,氧气通过导气板到达阴极,在催化剂的作用下,发生如下阴极反应1+-O2+2H+2e→H2O(2)2图2 燃料电池实验系统 总的化学反应如下13 实验结果与讨论H2+O2→H2
