燃料电池技术的发展概述(一)

简要介绍了燃料电池的研究和发展历史、燃料电池的分类，概述了各种燃料电池的性能、指标和发电原理，对国内外燃料电池研究和开发进行了简要评述。     

燃料电池发动机冷启动控制的蚂蚁算法研究

本文将蚂蚁算法应用于燃料电池发动机冷启动控制问题，以暖机时间（升温至正常工作温度）最短和提高燃料电池发动机的系统整体燃料效率为目标．通过对某型燃料电池轿车发动机的测试，采用蚂蚁算法运行时，不仅明显提高了燃料电池发动机的系统整体燃料效率，而且其暖机时间也得到了明显缩短．     

质子交换膜燃料电池发动机热管理特性仿真分析

为解决质子交换膜燃料电池发动机在功率变化时热管理系统温度不稳定、进出口冷却液温差大等问题，使用LMS AMESim仿真软件，以30 kW质子交换膜燃料电池发动机为基础，考虑整车的功率变化和驾驶员需求等因素，建立质子交换膜燃料电池发动机热管理系统模型。使用燃料电池发动机标定工况来分析热管理系统各个部件的冷却液温度和压力情况；采用新欧洲驾驶循环（NEDC）工况进行质子交换膜燃料电池热管理仿真测试。结果表明，所建立的热管理系统可以在NEDC工况下保持温度稳定，进出口冷却液最高温差约为5.6℃，可为质子交换膜燃料电池发动机热管理试验研究及测试提供一定的依据和指导。     

燃料电池：演绎新型的动力科学“神话”

现在国内外电动汽车的蓄电池主要有铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、锌一空气电池、银锌蓄电池、燃料电池等数种，其中燃料电池是近年来出现的新事物，被许多人认为是一个发展方向，因与其他电池比较，燃料电池具有功率密度高，工作温度低、起动性能好，运动部件少，安全可靠，污染少，噪音低等多项优点。 燃料电池是一种直接将化学能转化为电流的电池，只需氢和氧两种元素，利用这两种元素通过媒介作用转化为电流。氧气可直接以空气中提取，关键是提取氢气的方法。氢气从汽油、甲醇、乙醇等燃料中提取，燃料电池也因此得名。 燃料电池作为现代汽车技术发展的方向，美欧日等发达国家十分重视燃料电池的发展。世界上第一辆燃料电池作动力的轿车是由奔驰汽车公司制造，于1996年5月在德国柏林向公众展示。这款称作“Necar”的轿车不会产生污染物，它向空中排放的是纯水蒸气，不含任何物质，甚至没有二氧化碳，使用甲醇做燃料。而美国的Abl公司开发的燃料电池是使用汽油做燃料的，这种车载燃料电池动力系统是由汽油箱、转化器、燃料电池、电动机组成。其中转化器是将汽油转化为氢气的设备，把汽油加热，直至处于汽化状态，然后输入一个有点火功能的金属反应缸内，在低氧状下通过“不完全燃烧”产生氢，然后将氢输送到燃料电池。由于燃料电池构造复杂，生产成本高昂而无法推广。直至近年进行了一系列改进，燃料电池轿车在价格上与普通轿车相比约高10％-15％，已居有一定发展价值。 近几年，我国已有一些大城市，诸如北京、上海在进行燃料电池车的探索。然而，对燃料电池的研究从未间断。作为一个新兴领域，国外有很多经验和教训可以被我们借鉴和吸取，我们也应结合自身发展把这一领域的研?     

低成本、高性能燃料电池双极板材的制备及应用取得新进展

聚合物电解质燃料电池在电动汽车、航空航天等领域有广阔的应用前景，然而燃料电池组的高成本阻碍了它的市场化进程。主要原因是组成聚合物电解质燃料电池堆的主要部件双极板的成本占电池堆成本的60％。目前最常用的无孔石墨双极板基质较脆，且加工复杂，厚度和重量都难以减少；而另一种双极板材料是用优质钢板经特殊处理制成，不仅加工昂贵、重量大，而且不能完全保证燃料电池工作环境下耐腐蚀性。因此，研究开发一种具有自主知识产权的廉价、高性能的燃料电池双极板材已迫在眉睫。     

燃料电池整机的动态模型解析与响应

以１０ｋｗ、１０单元组成的顺流型溶融炭酸盐形燃料电池为对象，同时考虑到安装在隔板与电极－电解质板之间波状板的影响，建立了有关燃料电池本机的温度与电流密度动态方程式，并应用求解偏微分方程式的加权残差法对方程求解，得到了燃料电池温度与电流密度的分布与响应结果．     

电极添加剂Nafion乳液对离子膜燃料电池放电性能的影响

离子交换膜燃料电池作为一种理想的氢能发电装置，是目前氢能研究开发的热点。用实验方法研究了电极添加剂Ｎａｆｉｏｎ乳液对离子交换膜燃料电池电化学性能的影响。实验结果表明，在电极中加入适量的Ｎａｆｉｏｎ乳液可以显著地提高电极的电催化反应活性。当电极中Ｎａｆｉｏｎ乳液的含量为３％￣５％时，燃料电池的放电电压和电流密度者处于高峰值状态。实验结果还发现，用不同方法配制的Ｎａｆｉｏｎ乳液对燃料电池放电性能的影响     

能源应用的新路——燃料电池

叙述了燃料电池的性能及构造、燃料电池在实验室的演示，并对它的应用阻力和今后克服方法做了探讨。     

金属有机框架材料的氨燃料电池性能研究

在“双碳”目标和“氢能源”背景下，氨作为一种无碳氢载体，被认为是一种可替代氢用于燃料电池的理想燃料.氨燃料电池可实现将氨高效转化为电能，放电生成物只有氮气和水，不会排放对生物有害的物质和导致全球变暖的二氧化碳，是一种对环境负担较小的能量转化系统.然而，氨燃料电池中阳极催化活性不足，直接影响着氨燃料电池的性能.针对于此，设计了一类新型的金属有机框架材料，从理论上研究了其作为氨燃料电池阳极催化剂的可能性.结果表明：该类金属有机框架材料是一类结构稳定的单原子催化材料，其反应活性位点是中心的过渡金属原子，活性金属原子对反应活性有直接影响；以钒金属为活性中心的金属有机框架材料表现出较好的氨分解活性，其起始电位为0.20 V.     

浙江氢燃料电池发展现状及对策研究

氢燃料电池位于氢能产业链中游，是氢能利用的重要途径。浙江省氢燃料电池汽车产业链条基本完整，但在国内尚处于第二、三梯队，存在创新力和竞争力不强等风险。本文对氢燃料电池产业发展现状、专利技术分析等进行研究，并根据产业技术挑战和存在问题提出打造“氢燃料电池产业高地”的对策建议，为新能源电池产业“换道超车”提供启示。     

质子交换膜燃料电池薄金属双极板性能优化与设计

针对质子交换膜燃料电池制造技术实用化的瓶颈，研究了质子交换膜燃料电池低成本制造与性能优化问题，建立了质子交换膜燃料电池半个单池的三维计算模型，采用计算流体动力学技术对阳极燃料气体（H2）流场进行了数值模拟；以阳极最大燃料气体（H2）利用率为目标优化流场板沟槽尺寸，设计了一种操作成本低、容易批量生产的板料冲压成形薄金属双极板结构，可增大电池组体积比功率和提高燃料电池的性能；利用弹塑性有限元方法模拟阳极流场板冲压成形过程，验证了板料冲压成形金属双极板结构的可行性．     

阳极电催化剂在直接甲醇燃料电池中的应用

直接甲醇燃料电池以燃料甲醇来源丰富，价格低廉，储存、携带方便而成为近年的研究热点．评述了电极催化剂在直接甲醇燃料电池的研究概况，详细介绍了各种催化剂对甲醇氧化的作用。     

PEMFC和DMFC中Nafion膜的研究概况

近年来，随着人们对环境和人类自身健康的日益关注，燃料电池以其清洁环保和节能的优异性能受到了人们的青睐，是世界各国的研究热点，本文简述了应用于质子交换膜燃料电池和直接甲醛燃料电池中的Nafion膜的研究概况     

新型催化剂：让燃料电池无污染更耐用

“以后如果在野外手机没电时，我们只需要通过手机背壳的一条头发般大小的管子往电池里添加甲醇，手机就如同充满电可以继续正常使用。”描绘这一美妙图景的是广州大学燃料电池制氢技术及新型催化剂的项目负责人林维明教授。该校化学化工学院最近研发出的燃料电池制氢技术及新型催化剂，不仅能降低电池燃料中有毒成分的含量，而且还能够提高燃料的使用率和延长燃料电池的使用寿命，可在计算机、手机、汽车等方面推广应用。     

燃料电池工作原理及性能研究

详细地阐述了燃料电池的工作原理、能量转换过程及性能特点。并对燃料电池各种类型进行对比分析，得出SOFC作为一种高效、低污染的能源转换装置所具有的独特优势。     

基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析

选取某燃料电池轿车作为虚拟试验对象，通过建立整车有限元模型和虚拟试验场，运用适当的计算方法，模拟了轿车的正面碰撞试验，并对其正面碰撞人体伤情指数进行分析，从被动安全性角度分析了燃料电池轿车的车身结构对正面碰撞安全性的影响．     

电动汽车和相关电源材料的现状与前景

论述了电动汽车（EV）、电动汽车用镍氢电池、锂离子电池、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）及相关材料的研发现状、产业化前景，指出以电动汽车代替燃油内燃机汽车，以氢能代替碳基燃料，是当前运输业的主要发展方向。     

燃料电池汽车开发及产业化的关键技术研究

燃料电池电动汽车技术是当今世界上正在进行研究的一项高新技术,文章介绍了燃料电池电动汽车的动力系统和燃料电池系统的基本结构和工作原理。从燃料电池电动汽车的车身和底盘设计、燃料电池系统、驱动电机系统、电控系统以及系统优化等方面,分析了燃料电池电动汽车开发及产业化需要解决的关键技术,同时提出了相应的技术路线和对策。     

数字

近日，20辆中国自主研制的帕萨特领驭氢燃料电池轿车在同济大学新能源汽车工程中心举行赴京发车仪式，它们将和来自全国各地的共计500辆新能源汽车，在奥运会中投入运营。这种氢燃料电池轿车加一次氢可跑300多公里，时速达每小时140—150公里。     

质子交换膜燃料电池（PEMFC）的原理及应用

阐述了质子交换膜燃料电池的工作原理；质子交换膜燃料电池是最具商业前景的电动汽车用绿色能源，在航天领域、潜艇、电动车、电站等领域具有广泛的应用前途。