5kW质子交换膜燃料电池系统综合评价研究

对于 5kW 质子交换膜燃料电池系统(PEMFC),借助Matlab 软件分别建立了系统的热力学、经济成本和环境影响模型.分析了电流密度变化对系统能量利用效率的影响,研究了系统在经济成本上的可行性,讨论了PEMFC 系统在污染气体减排方面的作用.结果表明,系统最大能量利用效率和输出电功率可达76%和5.7kW;政府补贴是提高系统经济性的关键因素,在无政府补贴情况下系统可在8 年内回收成本;PEMFC 系统的各类污染物总排放量远低于火力发电厂,尤其是在碳氧化物排放方面优势明显.

质子交换膜燃料电池波浪形平行流场研究

质子交换膜燃料电池的传统平行流场存在着传质不佳,高电流密度下大量的液态水无法及时排出导致性能急剧下降等问题。提出了一种新型的波浪形平行流场并利用数值模拟方法优化了波浪形平行流场的几何结构。结果表明,相比于传统平行流场,波浪形平行流场不仅能够有效促进氧气的传输,还能加快液态水的去除,采用波浪形平行流场的PEMFC最大输出功率相比于传统设计提升了30.7%,当波浪长度和波幅分别为4 mm和0.8 mm时,采用新型流场的PEMFC性能达到最佳。