质子交换膜燃料电池用低电导率冷却液研究

质子交换膜燃料电池因环境污染小、能量密度高、利用效率高等优点被推广使用,冷却液作为燃料电池发动机冷却系统介质起到至关重要的作用。探讨了燃料电池的不同冷却方式,分析了主流的液体冷却用燃料电池低电导率冷却液现状、组成、性能要求及去离子器基本结构组成、吸附离子原理、发展现状等。以期对正确使用燃料电池冷却液起到指导作用,对制定燃料电池用低电导率冷却液标准和修订传统冷却液标准鉴定基础,对正确使用去离子器及了解去离子工作原理提供指导。

低电导率冷却液在氢燃料电池系统的应用

为扩大低电导率冷却液在氢燃料电池系统的应用,对系统中常用的金属材料在低电导率乙二醇冷却液中的腐蚀性进行试验研究和评估,包括电化学测试、静态腐蚀试验、动态腐蚀试验和装车试验,并针对系统常用的非金属材料开展冷却液相容性试验研究。最终的装车试验结果表明,铝合金3A21、铝合金5A05、铝合金6063、不锈钢316L、紫铜、黄铜和钎焊片的质量变化均小于±10 mg/片;相容性试验结果表明,三元乙丙橡胶、氟橡胶、丁腈橡胶、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚四氟乙烯树脂的质量变化均小于±5%。该研究为扩大低电导率乙二醇冷却液在氢燃料电池系统的应用提供参考。

低电导率乙二醇冷却液使用性能研究

质子交换膜燃料电池发动机正常运行时会产生大量热,其中热量的95%由冷却介质带走,而冷却液中离子含量高会导致燃料电池发动机绝缘问题,因此要求冷却液具有高散热性、低的腐蚀速率、高的密封材料兼容性,行业内通常要求电导率小于5μS/cm,传统的冷却液(电导率大于2000μS/cm)不满足质子交换膜燃料电池的使用要求,无法直接使用。本文长期跟踪氢燃料电池车辆运营2万公里左右,对其冷却系统使用的低电导率乙二醇冷却液性能进行全面的跟踪及研究,主要包括冷却液消耗、冰点值,并解释其原理。通过本文的研究为燃料电池低电导率冷却液的开发、标准的制定及车辆的运营维护保养提供了数据支撑及理论指导。