运行温度对直接氨燃料电池传质影响的实验研究

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作者 赖彦辰 王博文 +2 位作者 查森 杜青 焦魁 《工程热物理学报》 北大核心 2026年第1期277-283,共7页

直接氨燃料电池(Direct Ammonia Fuel Cell, DAFC)技术有望从燃料储运的角度解决燃料电池商业化瓶颈,实现良好水热管理是目前DAFC研究的重要课题。基于此,本研究通过极化测试、电化学阻抗测试与拟合的方法探究了温度工况对DAFC传质特性... 直接氨燃料电池(Direct Ammonia Fuel Cell, DAFC)技术有望从燃料储运的角度解决燃料电池商业化瓶颈,实现良好水热管理是目前DAFC研究的重要课题。基于此,本研究通过极化测试、电化学阻抗测试与拟合的方法探究了温度工况对DAFC传质特性的影响。研究发现,DAFC输出性能随着温度升高有极大提升,其峰值功率密度在90℃的环境温度下达到28.02 m W·cm^(-2),为70℃时的3.11倍。极化损失上,DAFC各项阻抗都在高温时得到改善,总阻抗从75℃的3.08Ω·cm^(2)降低为90℃的2.42Ω·cm^(2),其中传质阻抗降低0.582Ω·cm^(2),变化最为显著。但对阳极扩散电极内的传质过程而言,相同的温度变化反而会增加约0.4Ω·cm^(2)的传质阻抗,这表明DAFC在高温时两相流动更加复杂。本研究成果能够在一定程度上弥补DAFC水热管理研究的空白,并为后续研究奠定基础。 展开更多

关键词 直接氨燃料电池 运行温度 电化学阻抗谱 等效电路 传质阻抗

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混合型添加剂氨基溶液的CO_(2)捕集与氨逃逸研究 被引量：1

2

作者 杨宁 揣宇恒 +4 位作者 唐鸿强 郝敬洋 郜时旺 包志铭 焦魁 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第8期2606-2613,共8页

氨法碳捕集存在氨逃逸问题,导致环境污染和溶剂损失,限制了其工业化应用。本研究制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒和Ni^(2+)/Co^(2+)金属离子混合型添加剂,探讨其在氨水溶液中的协同作用机制,结合气液传质分析研究,考察了不同浓度添... 氨法碳捕集存在氨逃逸问题,导致环境污染和溶剂损失,限制了其工业化应用。本研究制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒和Ni^(2+)/Co^(2+)金属离子混合型添加剂,探讨其在氨水溶液中的协同作用机制,结合气液传质分析研究,考察了不同浓度添加剂对氨法碳捕集性能的影响。结果表明,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒浓度ω(Fe_(3)O_(4)@SiO_(2))=0.27时,CO_(2)吸收性能达到最佳,吸收率为56.28%;Ni^(2+)/Co^(2+)浓度为0.09 mol/L时,氨抑制率最佳为54.19%。针对氨逃逸问题在Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒的氨溶液中添加Ni^(2+)/Co^(2+)添加剂,混合添加剂的吸收率和氨逃逸抑制率处在单独添加Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)和Ni^(2+)/Co^(2+)两者之间,在兼顾碳捕集能力的同时降低了氨气的逸出。 展开更多

关键词 氨法碳捕集 纳米颗粒 混合添加剂 传质特性 氨逃逸

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“新工科”背景下储能专业实验教学新模式探索与实践 被引量：2

3

作者 李巾锭 宋关羽 +8 位作者 樊林浩 张寿行 李斯奇 王惟宇 尹燕 凌国维 潘刚 焦魁 王成山 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第4期1718-1726,共9页

在全球能源转型和“双碳”目标背景下,储能专业人才的培养关乎未来国家能源产业发展和新型储能技术革新。储能作为新兴技术,产业链上中下游人才需求强劲,储能科学与工程专业作为新型交叉学科,肩负培养未来引领储能核心技术突破和产业发... 在全球能源转型和“双碳”目标背景下,储能专业人才的培养关乎未来国家能源产业发展和新型储能技术革新。储能作为新兴技术,产业链上中下游人才需求强劲,储能科学与工程专业作为新型交叉学科,肩负培养未来引领储能核心技术突破和产业发展紧缺高层次人才的重任。自2020年以来,我国已有84所高校开设储能科学与工程专业,但各高校对于储能领域人才培养尚处于探索阶段,储能专业实验教学内容及实践育人模式更是需要从0到1的原始创新。储能科学与工程专业涉及电气工程、化学工程、材料科学与工程、能源动力等多学科的知识,如何在实践教学中融会贯通,是储能专业实验教学面临的新挑战。因此,急需构建一套符合当前产业发展和行业需求的储能专业实验教学体系,加快培养储能领域拔尖创新人才。本文立足天津大学储能科学与工程专业,发挥天津大学“新工科”建设优势,依托天津大学国家储能技术产教融合创新平台优势资源,构建了三层次储能专业实验教学体系,该体系突出学科交叉、科教融汇、产教融合,将多学科知识通过基础类实验、专业类实验、项目式实验、模块式实验、综合性实验进行融会贯通,并在天津大学储能科学与工程专业本科生人才培养中进行实践,取得了良好的育人成效,具有一定的示范推广价值。 展开更多

关键词 储能 实验教学 新工科

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基于显式格式的锂离子电池电化学–热耦合模型 被引量：2

4

作者 李伟卓 包志铭 +2 位作者 高清臣 杜青 焦魁 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第5期1624-1633,共10页

本文基于OpenFOAM开源平台搭建了适用于大尺度热管理系统仿真的电化学–热耦合模型,其中电化学子模型以一维显式格式与三维热子模型相耦合,且耦合过程遍历热模型计算域的每一个网格。该模型可以快速、准确地描述电池在不同倍率下电压以... 本文基于OpenFOAM开源平台搭建了适用于大尺度热管理系统仿真的电化学–热耦合模型,其中电化学子模型以一维显式格式与三维热子模型相耦合,且耦合过程遍历热模型计算域的每一个网格。该模型可以快速、准确地描述电池在不同倍率下电压以及温度的变化特性。基于该模型,本文进一步探究了电池在运行过程中的阻抗变化、产热机理和单体不一致对模组温度分布的影响。结果表明,欧姆热在高倍率下会成为电池产热的主要热源;当不一致电池位于模组最外侧时,模组中最大温差越大,但随其位置逐渐向中间位置移动,模组中的最大温差逐渐降低。 展开更多

关键词 锂离子电池 电化学热耦合 显式格式 热特性

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储能专业实习实践体系的探索与实践 被引量：1

5

作者 李巾锭 吕哲 +2 位作者 张寿行 焦魁 潘刚 《电气电子教学学报》 2025年第1期214-217,共4页

在双碳战略下,深化产教融合人才培养模式改革已成为推进高校新工科教育内涵式发展的关键。储能专业是具有典型产教融合特征的“新工科”专业,学科交叉复杂,与产业联系紧密。基于对当前天津大学储能相关专业实习实践存在的问题分析的基础... 在双碳战略下,深化产教融合人才培养模式改革已成为推进高校新工科教育内涵式发展的关键。储能专业是具有典型产教融合特征的“新工科”专业,学科交叉复杂,与产业联系紧密。基于对当前天津大学储能相关专业实习实践存在的问题分析的基础上,提出了储能专业实习实践体系建设的路径,从多个维度构建实习实践体系,并在储能专业人才培养中进行实践,有效提高了储能专业人才培养质量。 展开更多

关键词 产教融合 储能 实习

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多工况下质子交换膜燃料电池物理场分布均匀性与运行状态研究

6

作者 乔鹏宇 吴思远 +7 位作者 包志铭 焦道宽 刘学良 朱凯歌 杜浩然 罗炜睿 杜青 焦魁 《汽车工程》 北大核心 2025年第11期2126-2140,2149,共16页

质子交换膜燃料电池(PEMFC)在复杂工况下易出现物理场分布不均,长期运行将导致局部“水淹”、“热点”或“欠气”等非健康状态,严重影响系统性能与耐久性。为深入揭示多工况下内部物理场的演化特征及其对电池运行状态的影响,本文构建了... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)在复杂工况下易出现物理场分布不均,长期运行将导致局部“水淹”、“热点”或“欠气”等非健康状态,严重影响系统性能与耐久性。为深入揭示多工况下内部物理场的演化特征及其对电池运行状态的影响,本文构建了全尺寸三维多物理场耦合仿真模型,系统分析了进气化学计量比、运行温度和进气湿度3种关键工况参数对PEMFC内部水含量、氧气浓度、电流密度及温度分布的影响规律。进一步,提出了运行状态指标Hi,结合物理场的分布特性对电池运行健康性进行量化评估。结果表明:3种工况参数均显著影响各物理场的分布均匀性及整体水平;高温、高湿或极端计量比工况下更易出现局部分布均匀性失衡,从而诱发非健康状态。研究成果可为PEMFC的运行优化与寿命管理提供理论支撑和仿真依据。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 分布均匀性 非健康运行状态 耐久性

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压缩对不同疏水性处理气体扩散层内两相流的影响 被引量：3

7

作者 焦魁 孙晓妍 +1 位作者 周侠 樊林浩 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期1-6,共6页

聚四氟乙烯(PTFE)常用于调节质子交换膜燃料电池(PEMFC)中气体扩散层(GDL)的疏水性。目前虽有很多关于PTFE对GDL中水传输影响的研究,但同时考虑三维GDL微孔结构和压缩影响的研究还很缺乏。本文研究了压缩对不同接触角(不同PTFE含量)的GD... 聚四氟乙烯(PTFE)常用于调节质子交换膜燃料电池(PEMFC)中气体扩散层(GDL)的疏水性。目前虽有很多关于PTFE对GDL中水传输影响的研究,但同时考虑三维GDL微孔结构和压缩影响的研究还很缺乏。本文研究了压缩对不同接触角(不同PTFE含量)的GDL微孔结构中水传输行为的影响。通过耦合有限元方法(FEM)和流体体积(VOF)模型来模拟未压缩及压缩GDL中的两相流现象。结果表明,采用不同的接触角时,压缩对GDL内水传输行为的影响不同。压缩有利于水从GDL中排出,并促进水在GDL中的不均匀分布;压缩还促进了亲水性GDL内水在脊下的堆积,以及疏水性GDL内水在流道下方的堆积。由此可见,在进行GDL中内水传输行为研究时,应同时考虑压缩和接触角的影响。 展开更多

关键词 PTFE 气体扩散层 压缩 两相流

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质子交换膜燃料电池系统引射器的数值分析 被引量：13

8

作者 尹燕 范明哲 +1 位作者 焦魁 杜青 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期763-769,共7页

基于CFD方法建立了应用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极氢气循环系统引射器的三维数值模型,研究了其结构参数,如混合管直径、等压混合管收敛角、等容混合管长度、扩散管长度和角度对引射器回流比的影响.结果表明:回流比主要受二次回流... 基于CFD方法建立了应用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极氢气循环系统引射器的三维数值模型,研究了其结构参数,如混合管直径、等压混合管收敛角、等容混合管长度、扩散管长度和角度对引射器回流比的影响.结果表明:回流比主要受二次回流管与吸入腔之间的压差和混合管进口面积影响;存在最佳的等压混合管收敛角、等容混合管长度和扩散管角度;扩散管长度和混合管直径越大,回流效率越高. 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 引射器 结构参数 回流比

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光伏发电制氢储能系统仿真及性能分析研究 被引量：15

9

作者 张帆 王博文 +2 位作者 樊林浩 刘智 焦魁 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2653-2658,共6页

本文构建了包括光伏发电设备、电解池、高压氢储罐以及燃料电池在内的光伏发电制氢储能系统仿真模型,并对系统内部气液两相传输以及能量传输效率进行了预测和分析。结果显示,随电流密度增加,电解池电极内液态水和氧气饱和度分别呈下降... 本文构建了包括光伏发电设备、电解池、高压氢储罐以及燃料电池在内的光伏发电制氢储能系统仿真模型,并对系统内部气液两相传输以及能量传输效率进行了预测和分析。结果显示,随电流密度增加,电解池电极内液态水和氧气饱和度分别呈下降和上升趋势,最后趋于平衡。系统的发电量随光照辐射强度增加和环境温度下降而提高,太阳能整体利用效率在2%~4%之间。最后,以天津地区的气象参数为例,计算了系统的储氢量、发电量和能量转换效率。 展开更多

关键词 可再生能源系统 电解池 燃料电池 气液两相传输

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海洋石油平台火炬辐射及水幕隔热特征分析 被引量：2

10

作者 刘欣 张龙 +2 位作者 夏振炎 焦魁 杜青 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期790-795,共6页

基于海洋石油平台系统特征,比较分析了火炬系统的两种热辐射模型,建立了适用于水幕系统的两通量隔热模型.通过实验数据对比,验证了模型的适用性.结果表明,Thornton辐射模型比API RP 521标准中的方法更为合理;雾场特性参数对水幕系统的... 基于海洋石油平台系统特征,比较分析了火炬系统的两种热辐射模型,建立了适用于水幕系统的两通量隔热模型.通过实验数据对比,验证了模型的适用性.结果表明,Thornton辐射模型比API RP 521标准中的方法更为合理;雾场特性参数对水幕系统的隔热效果有着很大的影响,水幕透射率随着液滴出口压力的增大而逐渐减小,但影响幅度逐渐减少.基于该模型所得到的实际海洋石油平台的火炬辐射水幕隔热系统的设计证明了该模型具有较好的合理性及较强的工程适用性. 展开更多

关键词 火炬系统 热辐射模型 透射率 隔热模型 水幕系统

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环境温度对纸基微流体燃料电池性能影响的实验研究 被引量：2

11

作者 刘智 马继成 +4 位作者 杜青 焦魁 白富强 王博文 樊林浩 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1096-1102,共7页

随着诊断和传感领域中小型电子设备对便携式、可持续、清洁电源的需求,刺激了对新型微型电源的研究与开发。纸基微流体燃料电池凭借其结构简单、成本低廉、无污染的特点逐渐成为医学诊断微型电子设备最有前景的供能装置。本文研究了环... 随着诊断和传感领域中小型电子设备对便携式、可持续、清洁电源的需求,刺激了对新型微型电源的研究与开发。纸基微流体燃料电池凭借其结构简单、成本低廉、无污染的特点逐渐成为医学诊断微型电子设备最有前景的供能装置。本文研究了环境温度、燃料浓度对纸基微流体燃料电池输出性能的影响,并且研究了高温下纸基微流体燃料电池的耐久性。研究结果表明,随着环境温度的增大,催化活性不断增强,电池内部离子传输阻力减小,燃料电池输出性能不断提高,温度为45℃时,燃料电池性能达到最优,其峰值功率密度为22.26 mW/cm^(2);提高燃料浓度有利于增强电池内部离子传输速率,减少离子传输阻力,使得电池性能提升;在高温下长时间工作,电池催化剂活性下降,内部离子传输阻力增大,电池性能下降。 展开更多

关键词 纸基微流体燃料电池 环境温度 传输阻力 电池性能 耐久性

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压缩气体扩散层微观结构中氧气传输过程的研究 被引量：1

12

作者 杜青 李雅楠 +3 位作者 牛志强 周侠 包志铭 焦魁 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期1175-1182,共8页

气体扩散层(gasdiffusionlayer,GDL)是实现质子交换膜燃料电池电极内有效气体传输的关键部件.在实际电池中,GDL所承受的装配压力会引起其内部结构较大的变形,尤其是脊下受压部位变形显著.然而,目前国内外相关研究主要集中在未受压GDL上... 气体扩散层(gasdiffusionlayer,GDL)是实现质子交换膜燃料电池电极内有效气体传输的关键部件.在实际电池中,GDL所承受的装配压力会引起其内部结构较大的变形,尤其是脊下受压部位变形显著.然而,目前国内外相关研究主要集中在未受压GDL上,针对GDL局部受压后的变形对GDL内氧气传输过程的影响方面的研究相对较少,受压GDL内的传质机理尚不清楚.为阐明装配压力所引起的GDL微观结构变形对内部氧气传输过程的影响规律,本文基于有限单元法(finiteelementmethod,FEM)和GDL微观结构随机重构算法建立了压缩GDL孔尺度氧气扩散模型,针对4种装配压力(1.4 MPa,2.8 MPa,4.2 MPa,5.6 MPa)下GDL孔隙内的氧气传输过程进行了详细研究对比.同时,本文研究了孔隙率、纤维直径和GDL厚度等结构参数对压缩GDL内氧气传输特性的影响.结果表明:随着装配压力的增大,GDL内的最小氧气浓度值在逐渐减小,同时流道和脊下氧气浓度分布均匀性变差;随着纤维直径减小、孔隙率增大,在GDL平面方向,压缩GDL中的氧气扩散能力增加;在GDL厚度方向,流道和脊下的氧气浓度同时增加,且脊下氧气浓度上升较多,流道和脊之间氧气浓度梯度增加.GDL孔隙率对压缩GDL中氧气扩散影响较大,且随着GDL孔隙率的增加,GDL内的最小氧气浓度值也增加.当氧气在GDL平面内传输时,随着GDL厚度的减小,横向氧气传质阻力增大,GDL内最小氧气浓度值减小.同时,本文也发现纤维直径对压缩GDL中氧气扩散的影响较小. 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 气体扩散层重构 装配压力 氧气传输 有限元

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“1+N+X”产教融合协同育人模式在储能专业人才培养中的探索与实践 被引量：26

13

作者 李巾锭 樊林浩 +7 位作者 张寿行 李斯奇 王惟宇 杜青 凌国维 潘刚 焦魁 王成山 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2099-2106,共8页

在实现“双碳”目标过程中,我国高度重视先进储能技术创新。在国家政策和产业需求的推动下,储能技术高速发展,导致储能领域规模化发展所需基础人才缺口严峻、高端专业人才严重短缺;教育部在2020年新建储能科学与工程专业,以满足储能领... 在实现“双碳”目标过程中,我国高度重视先进储能技术创新。在国家政策和产业需求的推动下,储能技术高速发展,导致储能领域规模化发展所需基础人才缺口严峻、高端专业人才严重短缺;教育部在2020年新建储能科学与工程专业,以满足储能领域“高精尖缺”人才培养需求。而储能科学与工程是一门由动力工程及工程热物理、化学工程与技术、电气工程、材料科学与工程、管理科学与工程等多学科渗透、融合形成的新学科,是典型的交叉学科,学科覆盖面广、知识结构复杂,因此其高端人才培养也面临严峻的挑战。面对以上难题,天津大学基于丰富的新工科教育改革经验,突破现有学科和专业束缚,依托国家储能技术产教融合创新平台实施储能专业人才培养的探索与实践,通过校企联合培养模式改革、共建校企联合实习实践基地、企业导师队伍建设等系列举措构建“1+N+X”产教融合协同育人模式,在天津大学储能专业研究生培养、本科生企业实习、项目制实践教学、高端培训等人才培养环节进行实践与探索,并取得良好效果,对储能领域高端人才培养具有推广价值。 展开更多

关键词 产教融合 人才培养 储能

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浅谈徐州铁路分局货运营销现状及发展对策

14

作者 焦魁 《铁道货运》 2003年第5期16-18,共3页

分析了徐州铁路分局货运营销的有利及不利因素,提出健全货运营销档案、培育 港口市场、稳定煤炭运输市场、发展集装箱运输、加强与物流公司合作、提高服务质量等 发展对策。

关键词 徐州铁路分局 货物运输 货运营销 现状分析 发展对策 铁路运输

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不同流场下进气对质子交换膜燃料电池性能的影响 被引量：7

15

作者 Aezid-Ul-Hassan Najmi 刘智 +1 位作者 杜青 焦魁 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期413-417,共5页

流场的结构对于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的水管理和气体的传递具有十分重要的影响,相关研究一直是燃料电池的研究热点与重点。本文以纯氧气和空气作为阴极氧化剂,通过电池的性能测试、极化曲线和电化学阻抗分析等原位实验,分析了气体... 流场的结构对于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的水管理和气体的传递具有十分重要的影响,相关研究一直是燃料电池的研究热点与重点。本文以纯氧气和空气作为阴极氧化剂,通过电池的性能测试、极化曲线和电化学阻抗分析等原位实验,分析了气体的流动与传输、不同流场下的电流密度、入口反应气体浓度等条件对电池性能的影响。实验结果表明,提高氧气浓度可以获得更好的质子交换膜燃料电池性能和最小化活化损失,纯氧气、波状流场的使用效果随进气量的变化而有明显的变化。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 波状流场 原位实验 进气

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发展徐州铁路分局货运营销的对策

16

作者 焦魁 《江苏交通》 2003年第6期34-35,共2页

徐州铁路分局具有特殊的地理位置,分析徐州分局货运营销面临的有利因素与不利因素,提出徐州分局货运部门应搞好货运营销档案,加强政策研究、培育港口市场、稳定现在的煤炭运输市场、签定好运输合同、吸引新的货源、大力发展集装箱运输... 徐州铁路分局具有特殊的地理位置,分析徐州分局货运营销面临的有利因素与不利因素,提出徐州分局货运部门应搞好货运营销档案,加强政策研究、培育港口市场、稳定现在的煤炭运输市场、签定好运输合同、吸引新的货源、大力发展集装箱运输、加强管理,提高服务质量等项货运营销对策,以开辟徐州分局货运营销的新局面。 展开更多

关键词 徐州铁路分局 发展战略 对策 货物运输 营销策略 货运营销 铁路运输企业

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高温质子交换膜燃料电池堆的建模与仿真 被引量：2

17

作者 林煌 焦魁 +1 位作者 尹燕 杜青 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1225-1227,1288,共4页

高温质子交换膜燃料电池相较于传统质子交换膜燃料电池具有更快的电化学动力性,简易的水热管理以及较强的耐CO能力等优点,因此已成为燃料电池研究工作的新热点。建立了高温质子交换膜燃料电池堆的模型,研究单电池数量、电流密度、阳极... 高温质子交换膜燃料电池相较于传统质子交换膜燃料电池具有更快的电化学动力性,简易的水热管理以及较强的耐CO能力等优点,因此已成为燃料电池研究工作的新热点。建立了高温质子交换膜燃料电池堆的模型,研究单电池数量、电流密度、阳极进气湿度等因素对电池堆性能的影响。研究表明,Z型结构电池堆内阳极气体质量流量分布比较一致,阴极气体质量流量分布呈中间低,两侧高的趋势。单电池数量、电流密度的增大会引起气体分布不均匀性的增强,进而使电池堆电压不均匀性增大;阳极进气湿度的变化主要影响电池欧姆损失。 展开更多

关键词 高温质子交换膜燃料电池堆 电压不均匀性 单电池数量 电流密度

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高温PEMFC进气压力突变下的瞬态性能模拟 被引量：1

18

作者 陈兴龙 尹燕 +1 位作者 焦魁 杜青 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1895-1898,共4页

高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)以其水管理简单,对CO的耐受性强等优点得到越来越多的关注。而基于燃料电池在实际中的应用,它的瞬态性能研究也逐渐增多。通过建立一个三维非等温瞬态模型对基于磷酸掺杂聚苯并咪唑(H3PO4/PBI)膜的HT-P... 高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)以其水管理简单,对CO的耐受性强等优点得到越来越多的关注。而基于燃料电池在实际中的应用,它的瞬态性能研究也逐渐增多。通过建立一个三维非等温瞬态模型对基于磷酸掺杂聚苯并咪唑(H3PO4/PBI)膜的HT-PEMFC进气压力突变下的瞬态性能进行了相关研究。在这个模型中考虑了磷酸掺杂程度、入口相对湿度等对膜电导率及电池瞬态性能的影响。结果表明,在进气压力变大时,较小的磷酸掺杂程度、较小的入口相对湿度、较大的负载都会使电池更快地达到新的稳定状态。 展开更多

关键词 数值模拟 高温质子交换膜燃料电池 瞬态响应 进气压力 氧气浓度

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泡沫材料流场内两相流动的数值模拟 被引量：2

19

作者 包志铭 焦魁 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期913-918,共6页

本文建立了PEMFC泡沫材料流场的三维数值模型。对泡沫材料的几何结构进行重构,选取正12面体作为胞体结构,保证孔隙均匀分布及骨架结构完整。研究了不同几何参数、边界条件对泡沫流场内单相、气-液两相流动的影响。研究发现,相比于传统流... 本文建立了PEMFC泡沫材料流场的三维数值模型。对泡沫材料的几何结构进行重构,选取正12面体作为胞体结构,保证孔隙均匀分布及骨架结构完整。研究了不同几何参数、边界条件对泡沫流场内单相、气-液两相流动的影响。研究发现,相比于传统流道,泡沫流场进气效率提升,增强了垂直极板方向的对流。随着孔隙率、进气流速的增加及孔尺寸的减小,流道进出口压差增大。多孔结构的存在会降低排水速度,但其提供的气体通路将保证气体的运输及流通。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 泡沫流场 两相流动 气体分配 水管理

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高电流、低加湿工况下PEMFC的性能研究 被引量：1

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作者 樊林浩 张国宾 焦魁 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期870-876,共7页

本文建立了一个质子交换膜燃料电池的三维多相流数值模型,并在此模型的基础上,对低加湿工况下的燃料电池性能进行了研究。研究发现在高电流工况下工作的燃料电池对进气加湿的依赖程度降低,其阴极进气不加湿,性能几乎不会下降,阳极进气... 本文建立了一个质子交换膜燃料电池的三维多相流数值模型,并在此模型的基础上,对低加湿工况下的燃料电池性能进行了研究。研究发现在高电流工况下工作的燃料电池对进气加湿的依赖程度降低,其阴极进气不加湿,性能几乎不会下降,阳极进气低加湿时性能虽然有所下降,但幅度较小,主要是因为电池能利用自身阴极催化层产生的水对电解质进行加湿.同时本文还研究发现在阳极低加湿工况下,进气逆流更有利于电池的性能。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 高电流密度 低加湿 性能

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