基于氢气低温催化燃烧的燃料电池低温启动研究进展_袁庆

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1、化工进展2013年第32卷第6期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·1439·应用技术基于氢气低温催化燃烧的燃料电池低温启动研究进展袁庆，郑俊生，马建新（同济大学新能源汽车工程中心，上海201804；同济大学汽车学院，上海201804）摘要：相比于传统动力系统，基于燃料电池的动力系统具有很多优点，但在实际运用中仍有许多亟需解决的问题，其中包括燃料电池系统的低温启动问题。本文对比了各种燃料电池低温启动方案的工作机理及其优缺点，归纳并分析了氢气催化燃烧所用催化剂和催化燃烧反应过程以及燃料电池低温启动过程等方面的相关研究成果，研究了

2、影响催化燃烧的主要因素，得出以下结论：基于氢气低温催化燃烧的燃料电池低温启动策略具有较高的可行性；在不同反应模型的情况下，氢气都可以在微尺度管道内实现稳定的燃烧；表面催化反应对空间气相反应有抑制作用；空间气相与表面催化的耦合反应能得到最高的温度；氢气/空气预混合气体入口流速、导热壁及导热壁材料、管径和当量比均对催化燃烧有着重要的影响。关键词：燃料电池；低温启动；催化燃烧；数值模拟中图分类号：TM911.4文献标志码：A文章编号：1000–6613（2013）06–1439–09DOI：10.3969/j.issn.1000-6613.2013.06.040Resear

3、chprogressoffuelcellcoldstartupbasedonhydrogencatalyticcombustionYUANQing，ZHENGJunsheng，MAJianxin（CleanEnergyAutomotiveEngineeringCenter，TongjiUniversity，Shanghai201804，China；SchoolofAutomotiveEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China）Abstract：Whencontrastingwithtraditionalpower

4、system，fuelcellhasalotofadvantages.Butitstillhasmanypracticalproblems，suchaslow-temperaturecoldstartup.Differentstrategiesoffuelcellcoldstartupwerediscussed.Somerelatedresearchesonhydrogencatalyticcombustionandfuelcellcoldstartupweresummarizedandanalyzedandthefactorsaffectingthecatalyti

5、ccombustionwereinvestigated.Hydrogenlow-temperaturecatalyticcombustionprovidedonewaytoachieveeffectiveandreliablestartupoffuelcell.Hydrogencouldachievestablecombustioninamicro-tubefordifferentreactionmodels.Surfacecatalyticcombustionrestrainedgasphasecombustion.Thehighesttemperaturecoul

6、dbeobtainedwhensurfacecatalyticcombustionandgasphasecombustionoccurredatthesametime.Inletvelocity，conductivewallanditsmaterial，tubediameteraswellasequivalentratioofhydrogen/airmixturehadsignificantinfluenceoncatalyticcombustionofhydrogen.Keywords：fuelcell；coldstartup；catalyticcombustion

7、；numericalsimulation由于传统汽车对环境造成的严重污染和化石能源的可枯竭性，燃料电池汽车（fuelcellvehicle，收稿日期：2012-12-24；修改稿日期：2013-02-12。基金项目：国家自然科学基金（21006073）、上海青年科技启明星计划FCV）已逐渐成为人们关注的焦点。FCV是电动汽（11QA1407200）及中央高校基本科研业务费专项资金（1700219105）车的一种，通常采用质子交换膜燃料电池（proton项目。第一作者：袁庆（1987—），男，硕士研究生。E-mailyuanqingeros1987@e