传动技术 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (04): 24-32+66.

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具有再循环及脉排功能的氢氧型燃料电池系统及策略优化

杨淼, 朱东, 李焱鑫, 邱殿凯   

  1. 上海交通大学机械与动力工程学院;中国民用航空上海航空器适航审定中心;
  • 出版日期:2025-12-30 发布日期:2025-12-30
  • 基金资助:
    吉林省重大科技专项课题(20230301017ZD);; 上海市自然科学基金青年基金(25ZR1402289)

  • Online:2025-12-30 Published:2025-12-30

摘要: 针对氯氧型燃料电池封闭运行中液态水积聚、性能衰减的瓶颈,提出一种具有再循环及脉排功能的燃料电池系统,通过实验探究了氢气循环泵转速nd、脉排周期T、脉排持续时间t等典型运行参数对气体利用率、电压稳定性、系统净功率等多种性能的影响机制。实验发现:存在最优氢气循环泵转速保证足够排水效率的同时维持最高系统净功率;过短脉排周期电压不稳定、气体利用率低,过长脉排周期排水效率不足;延长脉排持续时间在提升排水效率的同时显著降低气体利用率并加剧电压波动,一定范围后继续延长无性能增益。本研究中300mA/cm2电流密度在T=10s、t=100ms、ηii=8000r/min时具有最高的氢气利用率(97.91%)、氧气利用率(95.50%)、最低的单体电压标准差(12.3mV)、脉排期间电压极差(3.2mV)及较高的系统功率(2765.2W,仅比最高系统功率低7.4W)。

Key words: 氢氧燃料电池系统, 水管理策略, 电化学阻抗谱, 电池系统性能优化

中图分类号: