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基于氢气再循环的PEMFC阳极系统运行特性 被引量：1
1
作者 邓期昊 颜俊明 陈奔 《航空学报》 北大核心 2025年第9期135-148,共14页
基于氢气再循环的阳极系统能够提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统的氢气利用率和输出性能。阳极吹扫能缓解氮气浓度升高和液态水积累对电堆性能的影响,但会使电堆工作特性发生周期性波动。针对引射器与循环泵并联的PEMFC阳极系统工作... 基于氢气再循环的阳极系统能够提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统的氢气利用率和输出性能。阳极吹扫能缓解氮气浓度升高和液态水积累对电堆性能的影响,但会使电堆工作特性发生周期性波动。针对引射器与循环泵并联的PEMFC阳极系统工作特性进行了研究。研究表明,高工况下引射器单独工作即可保障电堆的稳定运行,低工况下则需氢气循环泵介入再循环过程从而弥补引射器再循环能力的不足。在工作电流小于180 A时启动循环泵与引射器共同工作,在吹扫过程中相比引射器模式阳极入口流速提升2.4%,吹扫结束后流速下冲减小71.5%。为保证较高的氢气再循环比,应控制排气总管平均氮气浓度低于6%。基于氢气利用率和氮气浓度对系统吹扫策略进行正交优化,结果表明,氢气利用率和排气总管平均氮气摩尔分数表现出互斥关系,吹扫持续时间超过吹扫周期的1.5%即可满足系统使用需求,经优化后的吹扫策略能保证氢气利用率达到98%的同时,排气总管平均氮气浓度在约4.0%。 展开更多
关键词 燃料电池 氢气再循环 阳极吹扫 工作特性 pemfc
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基于改进灰狼算法的PEMFC输出功率和系统效率多目标优化 被引量：1
2
作者 黄诚 苏建徽 +3 位作者 解宝 黄赵军 瞿晓丽 王建国 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期37-43,共7页
为了同时优化质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)系统的效率和输出功率,文章首先建立PEMFC系统的机理模型,并分析系统效率和输出功率特性;其次针对传统灰狼算法(grey wolf optimizer,GWO)的初始化种群不均... 为了同时优化质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)系统的效率和输出功率,文章首先建立PEMFC系统的机理模型,并分析系统效率和输出功率特性;其次针对传统灰狼算法(grey wolf optimizer,GWO)的初始化种群不均匀和易出现早熟收敛的问题,引入佳点集种群初始化策略和非线性收敛因子策略,并由此提出一种改进多目标灰狼优化算法(multi-objective grey wolf optimizer,MOGWO),有效改善了灰狼算法的搜索精度和收敛性能;然后针对改进多目标灰狼优化算法求得的Pareto最优解集,使用TOPSIS评价法得出逼近理想解的最佳解,确定PEMFC系统的最佳运行条件;最后对所提出的MOGWO算法进行仿真验证,结果表明该算法能够有效提高PEMFC系统在实际运行中的输出功率和系统效率。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 输出功率 系统效率 多目标优化 改进灰狼算法
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PEMFC空气系统过氧比优化控制
3
作者 吴浩健 王宇宁 +1 位作者 王科隆 田韶鹏 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期523-528,共6页
首先在Simulink中建立一个四阶的燃料电池空气系统模型,包括电压模型、空压机模型、阴极模型、供应管道模型.其次设计PID、模糊PID和滑模控制器对空压机电压进行控制,使系统在燃料电池负载电流变化时可以及时跟踪最佳过氧比.仿真结果表... 首先在Simulink中建立一个四阶的燃料电池空气系统模型,包括电压模型、空压机模型、阴极模型、供应管道模型.其次设计PID、模糊PID和滑模控制器对空压机电压进行控制,使系统在燃料电池负载电流变化时可以及时跟踪最佳过氧比.仿真结果表明:当负载电流突变时,在输出空压机电压合理的前提下,滑模控制比PID和模糊PID控制缩短了约1.5 s的过氧比调节时间,能够更快到达最佳过氧比,有更好的控制效果,而且系统输出净功率可以保持在17 kW以上. 展开更多
关键词 pemfc系统 过氧比 PID控制 模糊PID控制 滑模控制
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PEMFC膜水含量及水传输综述
4
作者 禹永帅 刘永峰 +2 位作者 韩启沃 张璐 裴普成 《电池》 北大核心 2025年第1期146-152,共7页
燃料电池水管理的目的是维持电池内部的水平衡状态,实现长期稳定工作并保持最高输出性能。膜水含量是重要的状态参数,对电池的性能影响很大。综述质子交换膜燃料电池(PEMFC)内水的传输、转化过程以及膜水含量的研究进展。总结目前PEMFC... 燃料电池水管理的目的是维持电池内部的水平衡状态,实现长期稳定工作并保持最高输出性能。膜水含量是重要的状态参数,对电池的性能影响很大。综述质子交换膜燃料电池(PEMFC)内水的传输、转化过程以及膜水含量的研究进展。总结目前PEMFC膜水含量的测量方法,包括在线分析、数值模拟和间接法等,分析膜水含量对电流密度分布、质子传导能力和膜电阻等的影响机理。对比现有研究方法和检测方法的优缺点。当前,膜水含量的监测因成本、实时性和环境因素,仍有一定的局限性和误差。建立实时监测模型,维持水平衡状态,是提升电池性能和耐久性的关键。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 水含量 电流密度分布 质子传输 膜电阻 水传输 耐久性
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在模拟PEMFC环境和载荷共同作用下垫片材料的化学损伤研究
5
作者 赵嘉平 韦彦强 +3 位作者 冯一帆 张思琪 储俊 谈金祝 《电源技术》 北大核心 2025年第3期615-623,共9页
以质子交换膜燃料电池(PEMFC)的密封垫片为研究对象,通过实验方法对处于模拟PEMFC环境和压缩载荷共同作用下垫片材料(硅橡胶弹性体材料)的化学损伤情况进行研究。利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术和X射线光电子能谱(XPS... 以质子交换膜燃料电池(PEMFC)的密封垫片为研究对象,通过实验方法对处于模拟PEMFC环境和压缩载荷共同作用下垫片材料(硅橡胶弹性体材料)的化学损伤情况进行研究。利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术和X射线光电子能谱(XPS)技术从材料的分子结构分析垫片材料老化前后的化学损伤情况,并利用光学显微镜观察材料老化前后的表面微观形貌变化。实验结果表明,在模拟PEMFC环境和压缩载荷共同作用下,硅橡胶垫片材料的表面会出现化学损伤,分子结构发生了变化,材料表面的高分子主链产生断裂,高分子的交联区会发生水解,同时会生成新的物质SiO2。压缩载荷的增大和老化时间的增加会加剧硅橡胶垫片材料的损伤。 展开更多
关键词 pemfc 垫片材料 压缩载荷 化学损伤
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温度与压力对PEMFC气体扩散层关键指标的影响 被引量：1
6
作者 韦祎 邢彦锋 +3 位作者 张小兵 杨夫勇 曹菊勇 王影 《电池》 北大核心 2025年第4期757-762,共6页
低温质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,气体扩散层(GDL)的温度变化带来的形变,对电池性能有重要影响。采用数值模拟方法,建立GDL的压缩模型,模拟在不同的工作温度下,装配压力对GDL传输特性的影响。工作温度的升高,会使GDL吸湿膨胀形变程度加... 低温质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,气体扩散层(GDL)的温度变化带来的形变,对电池性能有重要影响。采用数值模拟方法,建立GDL的压缩模型,模拟在不同的工作温度下,装配压力对GDL传输特性的影响。工作温度的升高,会使GDL吸湿膨胀形变程度加剧,GDL孔隙结构加大,肋下和流道孔隙率增大,肋下电导率增加;压力的变化,会影响GDL的压缩状态和气体通道的开放性,对低温GDL的孔隙率影响最大,压力为2.0 MPa时,电导率明显增长。当工作温度为80℃,最佳装配压力在2.2~2.4 MPa时,孔隙率和电导率取得动态平衡,GDL获得最佳性能。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 气体扩散层(GDL) 数值模拟 形变 工作温度 压力 孔隙率 电导率
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基于螺旋-花瓣耦合仿生流场的PEMFC性能分析与评价研究
7
作者 周谦谋 徐峰祥 +1 位作者 邹震 蒋舟顺 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期382-389,共8页
该文基于仿生思想设计一种耦合螺旋线结构与花瓣分形的新型仿生流场(BFF),并将提出的BFF与传统单蛇流场(1SFF)、五蛇流场(5SFF)和平行流场(PFF)的PEMFC峰值功率密度、水气传输特性、电流密度分布以及压降等性能指标进行对比分析。研究... 该文基于仿生思想设计一种耦合螺旋线结构与花瓣分形的新型仿生流场(BFF),并将提出的BFF与传统单蛇流场(1SFF)、五蛇流场(5SFF)和平行流场(PFF)的PEMFC峰值功率密度、水气传输特性、电流密度分布以及压降等性能指标进行对比分析。研究结果表明:0.6 V工作电压下,BFF的氧气质量分数平均值比PFF高67.9%,水质量分数平均值相较于PFF降低23.9%,两项均匀性指数达到0.9高于其他3种流场;BFF各界面层的平均膜态水含量小于其余3种流场,有效地去除生成产物水;BFF显著地降低压降,整体压降仅为PFF的16.7%。BFF峰值功率密度分别比1SFF高3.7%、比5SFF高5.5%、比PFF高30.1%。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 流场 数值模拟 仿生设计 水管理
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金属氧化物在PEMFC铂基催化剂中的研究进展 被引量：1
8
作者 黄晶 王金辉 +1 位作者 刘建峰 施正荣 《电池》 北大核心 2025年第2期349-353,共5页
为降低成本,提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)的效率,有必要开发低铂负载的氧还原催化剂。介绍金属氧化物在PEMFC中氧还原催化剂领域的应用。金属氧化物作为PEMFC铂基催化剂的载体,具有较高的潜力,能提高催化剂的氧还原活性,也是良好的氧... 为降低成本,提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)的效率,有必要开发低铂负载的氧还原催化剂。介绍金属氧化物在PEMFC中氧还原催化剂领域的应用。金属氧化物作为PEMFC铂基催化剂的载体,具有较高的潜力,能提高催化剂的氧还原活性,也是良好的氧还原催化剂,能催化氧还原反应(ORR)的进行。TiO_(2)、SnO_(2)和WO_(3)等金属氧化物作为铂基催化剂的载体,通过优化结构、掺杂元素等方式,可提高催化剂的催化活性、稳定性和耐久性。对金属氧化物在PEMFC铂基催化剂中的应用前景提出展望。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 金属氧化物 氧还原反应(ORR) 催化剂 铂(Pt)
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PEMFC钛金属双极板的制备工艺进展 被引量：1
9
作者 王永 李伟 +2 位作者 李秀兰 蒋啸 周新军 《稀有金属》 北大核心 2025年第2期230-246,共17页
双极板作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的核心零部件之一,对PEMFC功率密度、服役寿命等具有决定性作用。其中钛金属具有较高的比强度、耐蚀性和导电性,在PEMFC双极板方面具有巨大的应用前景。然而,未改性的钛金属双极板在PEMFC苛刻环... 双极板作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的核心零部件之一,对PEMFC功率密度、服役寿命等具有决定性作用。其中钛金属具有较高的比强度、耐蚀性和导电性,在PEMFC双极板方面具有巨大的应用前景。然而,未改性的钛金属双极板在PEMFC苛刻环境中仍然会被腐蚀,所形成的钝化膜增加了双极板的接触电阻,并且钛金属自身成形能力较差、回弹较高,因此急需对其进行表面改性,并优化其成形工艺。本文首先在钛金属双极板表面改性方面,概述了物理气相沉积法(PVD)、化学气相沉积法(CVD)、电镀、渗氮等表面改性技术的特点及其应用前景,这些改性技术可以实现非晶碳(α-C)、过渡金属碳/氮化物、贵金属、导电聚合物等涂层的制备,进而达到双极板在PEMFC环境中的使用要求。其次,在钛金属双极板的成形方面,针对其成形性较差的问题,介绍了钛金属双极板电磁成形、3D打印、多级冲压等成形工艺的研究现状,这些优化后的成形工艺克服了钛金属成形极限低和成形性能差的问题,可以实现超薄钛板的制备。最后,针对钛金属双极板目前面临的表面改性及成形相关问题,展望了钛金属双极板未来的研究方向。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 钛金属双极板 表面改性 物理气相沉积法(PVD) 过渡金属氮化物涂层 3D打印成形
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平行流道中插入泡沫金属对PEMFC性能影响与优化
10
作者 魏建宇 董小平 +2 位作者 郭博航 张文泽 杨丽颖 《河北能源职业技术学院学报》 2025年第2期42-46,共5页
为研究平行流道中插入泡沫金属对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)中氧气分布、氧气压力分布、极化曲线与功率密度曲线的影响,通过采用开尔文结构建立泡沫金属模型,在质子交换膜燃料电池的平行流道中均匀... 为研究平行流道中插入泡沫金属对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)中氧气分布、氧气压力分布、极化曲线与功率密度曲线的影响,通过采用开尔文结构建立泡沫金属模型,在质子交换膜燃料电池的平行流道中均匀添加不同厚度的泡沫金属,将其中的具有泡沫金属与平行流道厚度比为1:1的流道与泡沫金属流道和平行流道的PEMFC仿真后对比其极化曲线及峰值密度曲线,以及将具有不同泡沫金属厚度的平行流道的PEMFC性能进行对比。结果表明:与平行流道和泡沫金属流道相比,在平行流道中添加泡沫金属的PEMFC峰值功率密度更高,电池的性能更好;当其厚度比从20:1减小至1:5时,氧气分布更加均匀,氧气的压力差更小,且其峰值功率密度更高,当其厚度比减小至1:30时,电池性能提高不大。可见平行流道中插入泡沫金属流道的质子交换膜燃料电池具有更优的性能,结合生产实际和数据可得出泡沫金属与平行流道厚度比为1:5为最优厚度。 展开更多
关键词 pemfc 泡沫金属 平行流道 最优厚度
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PEMFC冷却技术发展现状
11
作者 郭勇浩 赖联锋 《中国科技信息》 2025年第17期53-55,共3页
背景社会进步和发展离不开能源,当今化石能源逐渐减少,能源危机问题更加严峻,人类面临更大的挑战。发展清洁可再生能源(太阳能、风能、水电等)是实现可持续发展的必然趋势,但来源的不连续性和波动性,导致这些能源的使用受到了限制,因此... 背景社会进步和发展离不开能源,当今化石能源逐渐减少,能源危机问题更加严峻,人类面临更大的挑战。发展清洁可再生能源(太阳能、风能、水电等)是实现可持续发展的必然趋势,但来源的不连续性和波动性,导致这些能源的使用受到了限制,因此开发清洁可持续的新能源及其存储和转换技术,是当今能源研究领域的重要课题。 展开更多
关键词 pemfc冷却技术 清洁可再生能源 能源危机
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粒子群优化算法结合改进回声状态网络的PEMFC剩余使用寿命预测
12
作者 高锋阳 刘嘉 +3 位作者 杨栋 韩国鹏 齐丰旭 刘庆寅 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第3期478-487,共10页
为提高质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)退化预测的精度,提出一种基于粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法优化改进回声状态网络(revised echo state network,RESN)的PEMFC电压预测方法。通过改... 为提高质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)退化预测的精度,提出一种基于粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法优化改进回声状态网络(revised echo state network,RESN)的PEMFC电压预测方法。通过改进回声状态网络水库中各神经元连接方式,加快非线性拟合过程;利用PSO算法优化模型谱半径、泄漏率、神经元数量等,提高模型预测精度,采用SG(Savitzky-Golay)滤波算法对原始数据有效去峰去噪,再利用PSO-RESN准确预测PEMFC电压;采用不同样本数据集作为训练集和测试集,将所提模型在静态和准动态实验数据集下与扩展卡尔曼滤波、传统回声状态网络进行对比。结果表明,在训练集占比为80%时,对于静态工况FC1,相较于ESN,PSO-RESN方法的均方根误差(root mean square error,RMSE)和平均百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)分别降低了17.50%和25.53%;对于准动态工况FC2,相较于ESN方法,PSO-RESN方法的均方根误差和平均百分比误差分别降低了16.93%和21.28%。所提方法能够实现PEMFC更高精度退化趋势与剩余使用寿命预测。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 退化预测 回声状态网络 粒子群算法 剩余使用寿命
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气液逆流撞击作用下PEMFC加湿特性研究
13
作者 程志国 杨震 +2 位作者 牛远春 陈庚 陈志鹏 《电源技术》 北大核心 2025年第3期624-630,共7页
建立了气液逆流撞击作用下PEMFC加湿数值模型,研究高温、高压、可变工况下喷淋加湿过程气液耦合物理场,获得了不同逆向气体流速下单喷嘴加湿特性。数值研究表明:当气流速度保持为0.5 m/s时,喷淋加湿区域内径从250 mm减少至75 mm后,出口... 建立了气液逆流撞击作用下PEMFC加湿数值模型,研究高温、高压、可变工况下喷淋加湿过程气液耦合物理场,获得了不同逆向气体流速下单喷嘴加湿特性。数值研究表明:当气流速度保持为0.5 m/s时,喷淋加湿区域内径从250 mm减少至75 mm后,出口截面气体平均相对湿度提升2.88倍。其次,当气体流速上升至10 m/s后,两种尺寸区域内单喷嘴加湿能力分别下降50.12%和9.62%。 展开更多
关键词 pemfc 加湿 喷淋 气液逆流 罐径
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基于PEMFC系统的模型优化与仿真
14
作者 王小龙 李梦达 +1 位作者 李万里 裴光耀 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期263-268,共6页
为提高质子交换膜氢燃料电池在实际工况中的应用效率,根据实际电堆性能与质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)的工作原理对现有的能斯特电动势模型进行改进,结合机理建模和辨识建模方法,建立效率更高、稳定性更好的新型PEMFC系统模型,基于Matla... 为提高质子交换膜氢燃料电池在实际工况中的应用效率,根据实际电堆性能与质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)的工作原理对现有的能斯特电动势模型进行改进,结合机理建模和辨识建模方法,建立效率更高、稳定性更好的新型PEMFC系统模型,基于Matlab等平台对该模型进行仿真验证分析。结果表明,新型PEMFC系统模型能够直观反映电堆输出电压、输出功率、电池效率受温度、氢氧比、压差等参数影响的变化趋势,相较于传统PEMFC系统模型,在电池效率、续航、稳定性等方面有较大提升。 展开更多
关键词 氢燃料电池 pemfc系统模型 能斯特电动势 极化反应
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阴极流场中嵌入多孔金属钛网的PEMFC的性能
15
作者 李士玲 卢广轩 +1 位作者 颜俏 李禹辰 《电池》 北大核心 2025年第4期712-717,共6页
优化阴极流场结构,可提高阴极开放式空冷(OA)质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能。设计一种在阴极流场中嵌入多孔金属钛网的流场结构,用于改善阴极气体分布均匀性,强化阴极流体传质传热。制备OA-PEMFC电堆,采用独立的阴极冷却流道,研究该... 优化阴极流场结构,可提高阴极开放式空冷(OA)质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能。设计一种在阴极流场中嵌入多孔金属钛网的流场结构,用于改善阴极气体分布均匀性,强化阴极流体传质传热。制备OA-PEMFC电堆,采用独立的阴极冷却流道,研究该优化结构对OA-PEMFC性能的影响,并与传统直流道空冷堆和商用钛双极空冷堆进行比较。该优化结构能改善OA-PEMFC的输出特性及热管理性能:电流密度1.0 A/cm^(2)时,OA-PEMFC单体电池的平均电压可达0.615 V,与商用金属堆相比,功率密度可提升6%;在1.1 A/cm^(2)电流密度运行条件下,OA-PEMFC性能稳定,电堆在60℃下可稳定运行40 min。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 阴极流场 多孔金属钛网 输出特性 阴极开放式空冷(OA)电堆
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PEMFC阴极运行环境中CrAlCN涂层的耐蚀性
16
作者 董媛 寇显利 徐孝康 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第8期18-24,52,共8页
为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板在汽车实际运行工况下的耐蚀性,采用磁控溅射技术在316L不锈钢基体上沉积了CrAlCN涂层。使用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学工作站对涂层的微观结构、化学键类型和耐蚀... 为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板在汽车实际运行工况下的耐蚀性,采用磁控溅射技术在316L不锈钢基体上沉积了CrAlCN涂层。使用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学工作站对涂层的微观结构、化学键类型和耐蚀性进行了研究。结果表明:CrAlCN涂层主要由Cr7C3、CrN、AlN和金属氧化物相组成;涂层结构致密且无明显缺陷;CrAlCN涂层在循环电位极化和长期浸泡条件下均为316L不锈钢双极板提供了优异的腐蚀保护,这表明CrAlCN涂层在双极板上具有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 双极板 CrAlCN涂层 循环电位极化 浸泡
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PEMFC铝合金双极板表面CrN和CrCN涂层腐蚀导电性能研究
17
作者 熊灿 郭正宇 +3 位作者 张渊 何归 李伟 李争显 《现代交通与冶金材料》 2025年第4期17-24,共8页
为了进一步提高铝合金双极板在PEMFC中的性能,本文采用磁控溅射技术,在AA6061表面制备了CrN涂层(Cr/CrN)和CrCN(Cr/CrN/CrCN)涂层。使用X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电镜(SEM)观察涂层的物相组成和表面形貌;并通过电化学工作站、电阻测... 为了进一步提高铝合金双极板在PEMFC中的性能,本文采用磁控溅射技术,在AA6061表面制备了CrN涂层(Cr/CrN)和CrCN(Cr/CrN/CrCN)涂层。使用X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电镜(SEM)观察涂层的物相组成和表面形貌;并通过电化学工作站、电阻测试仪、水接触角测试仪和划格法分析了涂层的耐蚀、导电等综合性能。结果表明:CrN涂层表层主要以CrN和Cr_(2)N相为主,而CrCN涂层中Cr_(2)N相消失,出现Cr_(7)C_(3)相,且CrN涂层具有三层结构,涂层结构更加致密紧凑。通过电化学测试发现,相比基材和CrN涂层,CrCN涂层腐蚀电流密度下降了一个数量级,低至1.42×10^(‒6)A/cm^(2)。得益于CrCN致密的结构及优异的电子传输性能,其ICR值低至7.26 mΩ·cm^(2),且具有优异的疏水性能(104.37°),满足美国能源部2025的技术要求。 展开更多
关键词 pemfc CRN CrCN 腐蚀电流密度 接触电阻
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大功率PEMFC性能标定及其氢气侧条件敏感性研究
18
作者 杨传亚 张汉宇 +2 位作者 张岗 袁家锦 徐天 《汽车与新动力》 2025年第5期80-85,共6页
质子交换膜燃料电池电堆(PEMFC)以氢气为燃料、氧气为氧化剂,其气体供应条件对性能具有决定性影响。目前,对于PEMFC性能及其条件敏感性研究多集中于小功率电堆的空气侧,缺乏针对大功率电堆氢气侧的研究。为此,对某180 kW PEMFC开展研究... 质子交换膜燃料电池电堆(PEMFC)以氢气为燃料、氧气为氧化剂,其气体供应条件对性能具有决定性影响。目前,对于PEMFC性能及其条件敏感性研究多集中于小功率电堆的空气侧,缺乏针对大功率电堆氢气侧的研究。为此,对某180 kW PEMFC开展研究,通过性能试验和氢气侧条件敏感性试验,研究氢气压力、温度、计量比对PEMFC性能的影响,并分析其影响机理。研究发现:高电流密度下,氢气压力对电堆输出性能影响显著,在一定范围内,氢气压力越大,输出性能越好;适当提高氢气温度可加快电化学反应速率,提升电堆输出功率;在性能稳定阶段(高电流密度),氢气计量比对电堆输出电压影响较小。该研究成果可为大功率PEMFC的优化运行提供重要参考。 展开更多
关键词 大功率质子交换膜燃料电池电堆(pemfc) 性能试验 氢气侧条件 敏感性 数据分析
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基于TCN和AUKF联合迭代的PEMFC寿命融合预测方法 被引量：1
19
作者 赵波 张领先 +3 位作者 章雷其 陈哲 刘相万 谢长君 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3609-3623,I0029,共16页
针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的剩余使用寿命预测问题,该文提出一种基于时序卷积神经网络(temporal convolutional network,TCN)和自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)... 针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的剩余使用寿命预测问题,该文提出一种基于时序卷积神经网络(temporal convolutional network,TCN)和自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)联合迭代的融合预测方法。该方法首先利用TCN进行短期预测,并用贝叶斯算法计算融合权重。然后利用离散小波变换将老化数据分解为波动趋势和老化趋势,基于TCN长期迭代预测波动趋势,基于TCN和AUKF联合迭代长期预测老化趋势,并将两种趋势叠加得到长期预测结果。最后利用融合权重将多个单体PEMFC的长期预测结果相融合。基于2种工况下5个单体电池的数据验证,短期预测结果表明TCN具有高预测精度,长期预测结果表明融合过程降低了PEMFC单体间老化程度不均衡的影响,提高电堆整体寿命预测的稳定性。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 剩余使用寿命 时序卷积网络 联合迭代 融合权重
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基于LLIMA的PEMFC电压模型参数辨识方法
20
作者 赵磊 温素芳 +1 位作者 刘广忱 张少杰 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期541-549,共9页
针对多数元启发式算法面对质子交换膜燃料电池电压模型参数辨识问题时易发生“早熟”导致参数辨识精度较低的问题,该文在改进蜉蝣算法基础上提出一种混沌映射和自适应Levy飞行的改进蜉蝣算法。首先,引入Logistic方程生成混沌序列,映射... 针对多数元启发式算法面对质子交换膜燃料电池电压模型参数辨识问题时易发生“早熟”导致参数辨识精度较低的问题,该文在改进蜉蝣算法基础上提出一种混沌映射和自适应Levy飞行的改进蜉蝣算法。首先,引入Logistic方程生成混沌序列,映射到问题空间中提高种群初始化的遍历性;其次,在蜉蝣的速度更新中加入自适应Levy飞行算法,利用Levy飞行大概率小步长,小概率大步长的特性帮助算法跳出局部最优值;此外,加入自适应策略动态调整蜉蝣速度,进一步缩短算法寻优时间;最后,通过4种测试函数在两种不同维度下的寻优结果验证算法的有效性。将所提算法应用于SR-12燃料电池电压模型参数辨识中,结果表明:相较于蜉蝣算法、改进的蜉蝣算法和粒子群算法,所提算法针对加入/未加入白噪声的实验数据均具有更快的收敛速度、更高的辨识精度以及更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 元启发式算法 辨识 Levy飞行 混沌映射
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