《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则》部分条款解读

为促进业界对《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则》的准确理解和快速掌握,通过对比研究、案例分析、文献阅读等方法,分析《规则》出台的背景和意义,对其中的船舶布置、轮机、电气设备、控制监测与安全系统、消防、氢燃料储存和氢燃料加注等内容进行解读。《规则》的制定确保了氢燃料电池动力船舶符合安全和环保技术标准,标志着国内氢燃料电池动力船舶将正式进入工程化应用阶段。

燃料电池用柴油重整制氢技术现状与展望

现有储氢技术在储氢密度、能耗及相应的基础设施建设等方面存在明显短板,难以满足燃料电池技术商业化发展需求,现场制氢技术得到了广泛关注。其中,柴油重整制氢技术以其理论产氢比率高、适用领域广、基础设施完善、安全性好、成本低等优点,可广泛应用于汽车、船舶、分布式发电等民用领域以及潜艇、舰船等军事领域,成为热点研究之一。本文综述了柴油重整制氢的分类,详细介绍了蒸汽重整、部分氧化重整和自热重整制氢的反应机理,并对三种重整反应的优缺点进行了对比分析;在此基础上,概述了三种重整反应国内外研究现状。总体而言,蒸汽重整产物中氢气浓度最高但系统质量较大,比较适用于固定制氢领域;自热重整技术系统结构较为紧凑,产物氢气浓度适中,比较适用于汽车等移动制氢领域;部分氧化重整技术由于产物H2/CO比率较低,加之反应温度较高,容易发生结焦反应,目前其应用领域还相对有限。

船用燃料电池技术应用现状与发展前景

本文介绍了国内外燃料电池船舶的应用现状和部分船级社关于船舶燃料电池动力装置的规范与指南,解读了国家和地方政府对于燃料电池船舶的支持政策,最后分析了目前主流船舶燃料电池方案的优缺点,并对未来的发展方向及趋势提供了思路。

质子交换膜燃料电池密封材料研究概述

相较于膜电极和双极板而言,密封材料是当前质子交换膜燃料电池研究领域被忽视被研究的对象。密封材料虽不参与电池电化学反应,但也是决定电池关键因素之一,其性能好坏直接影响电池发电效率和使用寿命。本文主要介绍了PEMFC密封材料的种类和技术指标要求,并综述了密封材料国内外研究现状。

船用燃料电池发电系统能量管理动态仿真研究

燃料电池不可直接应用于船舶供能,需要一套辅助系统用于启动和瞬态调控。本文研究一种采用“FC+B”结构的燃料电池双堆能量管理仿真系统,并在MATLAB/SIMULINK搭建仿真平台。仿真结果表明,该能量管理系统具有动态响应速度快,稳态输出性能优良的特点。对船舶燃料电池的产业化具有一定的参考价值。

基于FMECA方法的车用燃料电池发动机风险评估

在新能源汽车燃料电池发动机的产品开发过程中,对燃料电池发动机开展有效的风险评估对产品可靠性提升具有重要作用。今借助于失效模式影响及严重度分析(FMECA)方法对燃料电池发动机进行了风险评估。以某型燃料电池发动机样机为例,建立因素集、因素水平集、模糊因素水平评价矩阵、影响因素权重集等评估流程,利用模糊数学工具将FMECA的评价指标予以量化替代传统定性分析,避免了主观评价方法的随意性。运算得到一级模糊综合评价和综合危害等级,对该发动机9种典型失效模式的严重度评估和排序。分析结果与工程实践有较好的一致性,表明FMECA是一种适合燃料电池发动机可靠性开发过程中的风险评估方法。

燃料电池和锂电池在船用领域的对比分析

本文首先比较燃料电池和锂电池的技术特点,然后以功率范围120~1200 kW,储能范围1~10 MWh的船用燃料电池和锂电池系统为对象,对比分析其重量、体积和价格,最后针对大功率、高储能的船型提出燃料电池和锂电池混合的动力方案。

PEM燃料电池稳定运行的工作条件分析

质子交换膜燃料电池持续稳定运行的理想工作条件是保持质子交换膜聚合物电解质的充分水合,阴极与阳极多余的水分及时的排出,保持电化学反应的水热平衡,本文对质子交换膜燃料电池的水热平衡进行了分析计算,提出通过选取燃料电池的最佳工作条件参数保障燃料电池的持续稳定运行。表明通过温度、压力、湿度、过量系数的选取,可确定燃料电池的最佳工作状态。

利用TRIZ创新方法解决燃料电池电堆水淹问题

本文利用TRIZ创新方法解决燃料电池电堆水淹问题,通过冲突分析和物质-场分析求解,获得九个解决方案,针对解决方案进行可行解的失效分析,最终确定三种组合解,并通过样机或试验证明有效性。

船舶燃料电池系统可靠性分配与预计

本文以自主研发的船舶燃料电池系统为对象,建立其基本可靠性模型和任务可靠性模型,然后针对具体的可靠性定量指标进行可靠性分配获得各组成设备的可靠性参数,为燃料电池系统各组件的设计和选型提供可靠性指标参考,最后初步开展了可靠性预计分析。

燃料电池模块辅助单元试验结果与分析

本文介绍了一种燃料电池辅助单元组成。通过耐压测试、冷却水路极限测试、气路极限测试以及燃料电池模块耐久性测试来具体对燃料电池模块辅助单元进行研究,并针对耐久性试验中的具体故障进行了分析和处理。试验结果表明:在燃料电池模块辅助单元设计中,针对氢气泄露需按安全规范做特殊设计;关键参数的极限能力需设置上下限和自保流程。

钒系储氢合金充放氢性能及其数据拟合研究

本文对氢燃料电池用钒基固溶体合金的充放氢性能及其吸附热力学、等温线及等温模型进行研究。采用P-C-T测试仪对钒系储氢合金进行活化并测试其充放氢性能,验证压力和温度对钒系储氢合金充放氢性能的影响,并在实验的基础上对其充放氢过程中所涉及到的吸脱附等温模型、热力学模型进行探讨。研究结果表明:钒系储氢合金在673 K、4 MPa的条件下可实现完全的活化,属于易活化类型储氢合金。在吸附反应第一阶段的吸附等温线拟合结果表明,从相关系数来看,钒系储氢合金的吸氢类型更接近Freundlich模型,热力学研究结果表明,钒系储氢合金的放氢过程为吸热反应。

PEM燃料电池组动态单电压的稳定性分析

在动态工况下,PEM燃料电池单电压的稳定性是燃料电池动力系统持续稳定运行的保障,而质子交换膜的水合状态、阴极和阳极的排水状态、氢氧燃料传质效应都会显著影响单电压的稳定性。本文基于PEM燃料电池组动态工况试验,引入相对平均电压、相对差异度等指标以分析各燃料电池组单电压的稳定性,探究燃料电池组各电堆单元单电压随工况的变化规律及影响因素,以评价燃料电池电堆性能,指导系统控制策略的制定。

船用燃料电池模块可靠性分配

本文以自主研发的60 kW级船用燃料电池模块为对象,建立模块的基本可靠性模型和任务可靠性模型,然后针对具体的可靠性定量指标进行可靠性分配获得各零部件的可靠性参数,为燃料电池模块各零部件的设计和选型提供可靠性指标参考。

氮掺杂Fe配位化合物非贵金属催化剂的制备及性能研究

燃料电池非贵金属催化剂因其制备方法简单、种类多样并且具备较好的氧还原活性,因此是燃料电池领域的研究热门方向。本文介绍了一类新型的氮掺杂Fe配位化合物非贵金属催化剂及其制备方法,并对其进行结构和氧还原性能的表征,所制备的氮掺杂Fe配位化合物催化剂主要活性物质为氮掺杂碳载Fe及其碳化物,其在碱性条件下的氧还原活性超越了Pt/C催化剂,其起始还原电位和半波电位分别达到了1.02V和0.92 V。实验进一步表明非贵金属在碱性燃料电池中替代Pt/C催化剂是可行的。

氢氧化学链消氢装置的研发

本文利用氢氧化学链消氢技术,基于铜基载氧体,研究不同启动温度,不同空速下消氢效率。根据最优参数设计出1 kW化学链消氢装置,运行结果表明,氢气去除率达到100%,完全能够消除40 kW燃料电池的尾氢。

基于Ansys的矩形加筋平盖封头强度评定

将有限元方法与分析设计相结合,利用有限元分析软件Ansys对一种矩形加筋平盖封头进行强度评定。本文首先介绍瓶盖封头结构的改进。然后建立有限元模型,并进行应力求解。结果表明,此加筋平盖封头满足强度要求,与普通平盖封头相比,减小了平盖的厚度,降低了结构总重量,对平盖封头的结构改进设计具有一定指导作用。