PEMFC空气传输系统控制方法研究

针对质子交换膜燃料电池空气传输系统的强耦合性、非线性和时变性特点,该文将多模态PID和传统PID控制方法用于140 kW燃料电池空气传输系统中,通过跟踪空压机出口空气质量流量进行实时控制,实现空气传输系统动态响应快,超调量小,稳态波动小的控制效果;能够满足车载质子交换膜燃料电池的实时动态工况要求;并从系统响应特性和能耗等方面比较2种控制方法的控制特性。

质子交换膜燃料电池系统低温启动技术研究进展

质子交换膜燃料电池电动汽车具有绿色环保、续航里程长等优点,但在温度较低的环境下存在启动困难甚至失败的问题,这一问题严重制约了质子交换膜燃料电池电动汽车的发展。研究调查了质子交换膜内部结冰的原理,简述了0℃以下低温环境下启动过程对质子交换膜本身、催化层、气体扩散层以及膜电极整体带来不同程度的损伤,重点分析了质子交换膜燃料电池电动汽车低温启动的策略,可大致分为三类:停机吹扫的控制策略、外部辅助加热和无辅助加热。分析表明每种方法都有其各自的优点与缺点,但总的来说单一的启动方法对质子交换膜燃料电池电动汽车低温启动的效果不如多种方法混合使用的效果理想,未来燃料电池电动汽车的低温启动技术将会朝着多种方法共同协助的趋势发展。

质子交换膜燃料电池启停策略研究现状

从耐腐蚀性催化剂载体、催化剂研发及启停控制策略应用等3个方面,对现有质子交换膜燃料电池(PEMFC)启停策略进行综述。探讨可防止燃料电池性能衰减的启停控制策略。指出只有将低成本的耐腐蚀性载体、催化剂和启停控制策略互相结合,才能避免启停过程中PEMFC性能的衰减。

燃料电池低温无辅助启动的研究

主要研究燃料电池电堆低温条件下的特性,介绍了电堆冷启动前处理的过程温度和流量对前处理结果的影响。考察了不同启动温度下电堆启动过程中阻抗的变化情况,并着重研究了在-30℃环境温度下电堆的启动策略。低温启动初期电堆对载荷较为敏感,启动初期适宜较小的启动电流,同时电堆的热容是低温启动的关键影响因素,减小电堆的热容可以提高电堆的低温启动性能。

ORR催化剂Ni_(m)@Pt_(1)Au_(n-m-1)(n=19,38,55,79;m=1,6,13,19)的密度泛函研究

燃料电池的阴极反应的反应动力学速率非常慢,限制了燃料电池技术的发展。因此,寻找低成本、高活性的氧还原催化剂具有重要的意义。多元金属核壳团簇表现出优良的氧还原活性。在本文中,以原子个数为19、38、55和79的八面体团簇作催化剂模型,采用密度泛函理论(GGA-PBE-PAW)方法,研究了一系列不同尺寸核壳Ni_(m)@M_(n-m)(n=19,38,55,79;m=1,6,13,19;M=Pt,Pd,Cu,Au,Ag)团簇催化剂的活性规律。优化^(*)O、^(*)OH和^(*)OOH吸附中间体结构,计算了吸附自由能和反应吉布斯自由能,以超电势为催化活性的描述符,研究了单原子Pt嵌入Ni_(m)@A_(un-m)团簇的活性规律。结果表明,Ni_(6)@Pt_(1)Au_(31)具有最好的ORR活性,并且Ni_(1)@Pt_(1)Au_(17)、Ni_(6)@Pt_(1)Au_(31)、Ni_(13)@Pt_(1)Au_(41)、Ni_(19)@Pt_(1)Au_(5)表现出比Pt38团簇以及Pt(111)表面更高的催化活性。Bader电荷和态密度分析表面,核壳之间的电荷转移以及单原子Pt嵌入Ni_(m)@A_(un-m)表面,改变了吸附位的电子性质,降低了^(*)OH的吸附强度,提高了ORR活性。单原子Pt嵌入Ni_(m)@A_(un-m)表面可能是一种合适的多元金属核壳ORR催化剂设计策略。

改革实践教学管理培养创新能力

现如今的教育事业发展,正进入到一个非常重要的阶段,想要在固有问题的处置过程中取得良好的成绩,必须对不同的内容开展合理化的干预。相对而言,实践教学管理的革新,能够促使学生的创新能力获得良好的培育,而且在很多科目的综合人才培养上,都可以获得较多的保障。实践教学管理的革新过程中,必须按照正确的路线和方法来完成,最大限度的促使学生创新能力,获得良好的激发效果。文章针对改革实践教学管理、培养创新能力展开讨论,并提出合理化建议。

水冷PEMFC热管理系统流量跟随控制策略

针对传统温度控制策略在水冷型质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)工作中水泵和散热器风扇存在的强耦合性,并为了提高电堆的工作性能和寿命,提出一种流量跟随电流的温度控制策略,根据电堆电流变化调节冷却水流量来控制电堆冷却水进出口温差,通过PID控制器调节散热风扇控制电堆入口温度。在水冷PEMFC热管理平台上对传统控制策略、流量跟随控制策略做了实验对比。结果表明,流量跟随电流控制策略使冷却水出口温度最大超调量减少64.3%,冷却水出入口温差最大偏差减少46.7%,调整时间平均缩短73 s,达到了较高的控制精度和响应速度,削弱了水泵和散热风扇的强耦合作用,流量跟随电流控制策略能够满足PEMFC系统对温度控制的要求。

操作条件扰动在PEMFC性能优化中的应用

以质子交换膜燃料电池(PEMFC)单电池为研究对象,研究了电流短路、电流扰动以及空气流量扰动这三个操作条件扰动对PEMFC单电池的极化曲线和功率曲线的影响。研究结果表明,电流短路能够有效提高PEMFC的输出性能,尤其是在大电流情况下,输出电压最高可提高62.96%,输出功率最高可提高30.36%;电流向上扰动和空气流量向下扰动在大电流下均可以提高PEMFC的输出性能,在小电流下对PEMFC的性能影响不明显。

操作条件对质子交换膜燃料电池电化学阻抗动态行为的影响

应用交流阻抗谱法(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)研究温度、湿度和阴、阳极过量系数4种操作条件对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)电化学阻抗的影响,并应用复合阻容并联等效电路对实验结果进行等效拟合。实验结果表明,PEMFC单电池的电流密度为1400 m A/cm2时,阴极过量系数对PEMFC单电池高频阻抗的影响最大,温度和湿度次之,阳极过量系数影响最小;不同操作条件的改变对高频阻抗谱中的欧姆阻抗的影响非常小,主要通过影响阴阳极法拉第阻抗来影响PEMFC单电池的输出性能;等效结果和实验结果在不同频率段的阻抗表现出一致的变化规律,各阻抗的误差值能够控制在2m?以内,可以有效地等效替代实验结果。

阴阳极饥饿对PEMFC单电池动态性能影响

该文以质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)单电池为研究对象,研究不同的氢氧饥饿程度条件下,PEMFC单电池极化曲线、功率密度和高频阻抗的变化。该研究结果表明,氧饥饿对PEMFC单电池性能有显著影响,减小空气过量系数,极化曲线下降速率加快,最大功率密度减小,单电池性能衰减加快;而氢饥饿对PEMFC单电池几乎无影响,只有当氢气过量系数降至1.1时,PEMFC单电池的输出性能略有提高;阴阳极侧的交流阻抗随着气体过量系数的减小均表现为增加的趋势。

影响质子交换膜燃料电池耐久性的因素综述

质子交换膜燃料电池的耐久性是影响其大规模商业化应用的关键因素之一,近年来得到了广泛的关注,并一度成为热点的研究课题。文章中综述了动态工况、环境因素和水管理等对质子交换膜燃料电池耐久性的影响的研究进展。

教学管理信息化建设的探索与实践

通过开展教学管理信息化建设,能够在教学管理的体系上、水平上更好的巩固,针对相关教育问题妥善的解决。从客观的角度来看,传统教学管理手段的应用,并不能得到理想的成绩,反而会造成很大的缺失和疏漏现象,由此造成的负面影响是非常多的,而且根本无法在工作的可靠性、可行性方面大幅度的提升。文章针对教学管理信息化建设展开讨论,并提出合理化建议。