三种运行参数对PEMFC动态响应的数值分析

为了探究在电流阶跃变化中工作温度、相对湿度和背压等运行参数对质子交换膜燃料电池（PEMFC）性能的影响,运用相对湿度和工作温度之间的耦合变化推导出了动态计算（DT）模型。该模型通过工作温度和相对湿度来阐述膜电极参数和PEMFC性能之间的特性关系,并分析在电流阶跃变化中这两种运行参数对质子交换膜（PEM）内水传递特性、输出电压和功率密度随时间变化的瞬态响应的差异。采用理论计算结合试验的方式,首先通过自定义函数（UDF）将DT模型导入到Fluent软件中进行计算并应用有限体积法进行求解;其次开展PEMFC动态负载性能测试,测量工作温度为50℃、60℃、70℃,背压为0、10 kPa,相对湿度为50%、75%、100%,同时改变电流负载（阶跃幅度为5 A）来实现PEMFC对电流阶跃动态响应的测试;最后通过极化曲线和I-P曲线对DT模型和试验数据进行比较分析。结果表明：实验数据与DT模型的仿真结果之间有很好的相关性;不对称加湿是影响功率密度的一个主导参数;阳极相对湿度决定了功率密度在发生阶跃电流后稳定运行的能力;PEM水含量与功率密度下冲幅度和响应时间有关。因此,工作温度为60℃、背压为10 kPa、阳极相对湿度为75%、阴极相对湿度为100%时,PEMFC的动态性能最佳。     

阴极相对湿度对质子交换膜燃料电池电化学性能的影响

阴极相对湿度是影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)电化学性能的重要因素之一。通过实验并基于燃料电池反应动力学原理,研究了6种(25%、40%、55%、70%、85%和100%)阴极相对湿度对PEMFC电化学性能的影响。结果表明:阴极相对湿度对PEMFC电化学性能有重要的影响,在电池工作温度80℃和阳极相对湿度100%的条件下,随着阴极相对湿度的增加,电池的电化学性能先增大后减小,且阴极相对湿度为55%时,电池的电化学性能最佳,其最大功率密度为0.472 W/cm~2,开路电压为0.917 V,交换电流密度为0.416 mA/cm~2。与阴极相对湿度为55%时PEMFC的最大功率密度和开路电压相比,阴极相对湿度为25%、40%、70%、85%和100%时的最大功率密度分别下降了2.46%、0.58%、4.11%、10.71%和26.96%,对应的开路电压分别下降了1.89%、1.09%、2.01%、2.2%和2.48%。     

新型中温SOFC阴极材料Sm0.5Sr0.5VO4的制备与性能分析

为降低固体氧化物燃料电池(SOFC)的工作温度,发展新型中低温固体氧化物燃料电池阴极材料,采用固相反应方法,将元素Sr替代Sm进行掺杂制备一种新型阴极材料Sm0.5Sr0.5VO4.XRD谱图显示,在900℃下处理的样品形成了单相稳定的四方钙钛矿结构晶体,其晶格常数比没有进行掺杂的SmVO4晶格常数略微降低,说明Sr已经很好地掺杂进入SmVO4的晶格结构中;在650~750℃,单电池最大输出功率密度为209.5 mW/cm2,最大输出电流密度为138.3 mA/cm2.制备的阴极材料显示了良好的电化学性能.     

中温SOFC阴极材料La0.7Sr0.3Co1-xCuxO3-δ的制备及性能

采用固相反应法制备了La_0.7Sr_0.3Co_1-xCu_xO_3-δ系列中温固体氧化物燃料电池（SOFC）阴极材料粉体.对其进行晶体结构表征,高温电导率和热膨胀曲线测试,并选取其中性能较好的样品进行了单电池实验.结果表明,Cu的掺杂降低了（La,Sr）CoO La₃体系阴极材料的热膨胀系数,在x=0.05时电导率略高于未掺Cu的样品.以La_0.7Sr_0.3Co_0.95Cu _0.05O _3-δ为阴极、Ce_0.8Sm_0.2O_1.9为电解质组成的SOFC单电池,在850℃最大短路电流密度达511mA/cm²,最大输出功率密度约为0.106W/cm².     

碱性膜燃料电池阳极双催化层结构与性能研究

改善阳极水管理是碱性阴离子交换膜(AEM)燃料电池重要的研究课题.在质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极研究中,发现改变催化层内部结构能够有效改善阴极的水管理能力,然而目前关于AEM燃料电池催化层相关研究较少.本研究针对AEM燃料电池阳极水分布特点,利用Pt/C和PtRu/C催化剂在碱性条件下氢氧化反应(HOR)的活性差异,设计了双层催化剂结构.当活性较高的PtRu/C层靠近气体扩散层,活性较低Pt/C层靠近AEM时,双催化层形成与单一催化层水分布相反的活性梯度,能够有效改善水分布,在测试温度为30℃和100%相对湿度时,获得较高峰值功率密度88.1 m W/cm~2.研究成果为碱性膜燃料电池的阳极催化层结构设计提出一种新思路.     

直接膜沉积制备高性能增强型质子交换膜燃料电池膜电极

质子交换膜燃料电池膜电极的性能直接决定燃料电池的输出性能,超薄质子交换膜的使用可以有效提升燃料电池峰值功率。该文将静电纺丝与直接膜沉积技术相结合,制备聚芳醚砜材料并纺丝成为纳米纤维覆于气体扩散电极上,作为薄膜增强层,再以商业全氟磺酸树脂分散液直接沉积成膜制得阴极和阳极。复合薄层膜厚度约为13μm,氢空电池的峰值功率密度为1.18 W/cm~2,与厚度相近的商业Nafion~? NC700膜的峰值功率密度0.96 W/cm~2相比,提高了23%。通过对膜电极进行综合优化,在氢氧条件下电池峰值功率密度可达3.55 W/cm~2,且阴极湿度降低对电池影响不大。利用聚芳醚砜纳米纤维作为增强层制备超薄膜电极具有优异性能,在低湿度条件下亦有高性能输出,具有广泛应用前景。     

MnO_2@graphene为阴极催化剂的微生物燃料电池产电性能研究

以碳布为阴阳极材料,乙酸钠为底物,MnO_2@graphene为阴极催化剂构建空气阴极单室微生物燃料电池(MFC),研究了阳极液pH、阳极底物初始COD浓度、MFC运行温度等因素对MFC输出电压和产电功率的影响﹒研究结果表明,阳极液pH对MFC产电性能影响最大,而阳极底物初始COD浓度影响最小﹒在阳极液pH为8、MFC运行温度为308 K和阳极底物初始COD浓度为800 mg/L时MFC的产电性能和污水处理最佳﹒在此条件下,MFC对污水中COD的降解率可达98.4%,输出电压和产电功率密度分别可达0.813 V和2 046.9mW/m~2,说明以MnO_2@graphene为阴极催化剂的MFC具有较好的产电性能和污水处理效能﹒     

熔融碳酸盐燃料电池实验研究

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是第2代燃料电池,工作温度650°C.组装了12cm×10cm的MCFC单体电池,开发了电池的关键材料、烧结及升温程序.电池以多孔陶瓷板材料γ-LiAlO2作为电解质支持体,其厚度为0.8mm,孔径分布0.1～0.8μm,孔隙率50%;阴极采用多孔板Ni,厚度为0.8mm,平均孔径为12μm,孔隙率55%;阳极采用多孔板Ni,厚度为0.8mm,平均孔径为8μm,孔隙率50%.电池的开路电压达到1.10V,电流密度达到120mA/cm2,工作时输出电压为0.65～0.70V,输出功率5～10W.     

H2S含量及流量对燃料电池性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了纳米级Li2SO4+Li2WO4+Al2O3复合质子传导膜,考察了在不同H2S气体含量、体积流量和操作温度下,结构为H2S、(复合MoS2阳极催化剂)/复合质子传导膜/(复合NiO阴极催化剂)、空气的燃料电池的电化学特性,并比较了MoS2与复合MoS2催化剂的性能.结果表明:H2S含量和体积流量增加,提高了阳极侧气体扩散速率和电化学活性组分,使燃料电池的电压、输出电流与功率密度提高,电化学性能变好;即使气体中的H2S含量低达5%(摩尔分数)时,也可作为电池的燃料用来发电;操作温度增加,质子传导膜的电传导率和电化学反应速率增加,电池的输出电流与功率密度提高;复合MoS2催化剂比MoS2催化剂具有更好的性能和化学稳定性;当采用纯H2S作为燃料,复合MoS2作为阳极催化剂,通入阳极和阴极侧的H2S和空气的体积流量分别为35mL/min和100mL/min,操作温度为650、700和750℃时,燃料电池最大输出功率密度分别为12.4、52.9和130.0mW/cm2,最大电流密度分别为45、281和350mA/cm2.     

一种以H2S为燃料的固体氧化物燃料电池

研究了在一个大气压和750～850℃下，具有H2S、(MoS2 NiS Ag)／YSZ／Pt和空气结构的固体氧化物燃料电池的电化学性能，发现升温有助于增强电解质的离子传导性，使电池性能变好．在750℃下，阳极通入H2S、阴极通入空气时，电池的最大电流密度和最大功率密度分别达800mA／cm^2和84mW／cm^2；在850℃下，电池的最大电流密度和功率密度分别达1750mA／cm^2和200mW／cm^2．     

发动机转动惯量的实验测定

发动机转动惯量是发动机系统动态模型的一个重要参数,一般需要通过试验测取发动机转速衰减曲线,再由曲线拟合而得。在文中提出一种试验曲线的全程拟合法,比以往的标定转速点拟合法可以取得更高的精度。     

关于一维非自治时滞系统点态退化的例子

给出了一维非自治时滞系统点态退化的几个例子。     

辽阳职业技术学院高尔夫学院发展现状研究

采用问卷调查法、文献资料法、数理统计法对辽阳职业技术学院二级分院高尔夫学院成立三年来招生、专业设置、教师队伍与实习实训等现状进行深入调查与分析,结果表明:在招生方面,高尔夫学院目前还未能得到家长的充分认可,招生人数不多;专业设置单一,实践教学及社会服务能力薄弱;实习实训条件较好,但仍需进一步完善;教师队伍建设相对滞后.针对上述情况,给出促进高尔夫学院稳步发展的建议.     

民间法正义观的转型

研究了国家法的抽象正义观与民间法的情理正义观,认为西方国家法的抽象正义观与东方民间法的情理正义观存在实质的不同,原因在于思维方式、超验与经验传统、政治结构的差别。在现代法治理念下,传统民间法所代表的正义观将向混合正义观转型,西方法治所代表的国家法抽象正义观是其骨架。     

膨胀土路基沉降的可靠度分析

针对膨胀土路基沉降的不稳定性和随机性等特点，以膨胀土的膨胀率、线收缩系数、初始含水量、工后沉降期始末的孔隙比变化量和固结度变化量、工后沉降期末的含水量等为基本变量，提出了膨胀土路基沉降的可靠度分析方法和可靠度指标的迭代计算步骤，并就具体工程实例进行了膨胀土路基沉降可靠度计算．结果表明按强度和稳定性设计原则设计的路基的工后沉降超过容许沉降的失效概率较大。     

关于农业区划地图集中的统一协调问题

图集的统一协调,对图集质量有很大影响。本文是作者在编制北京市农业区划地图集的实践基础上,根据地图信息传输论的观点,对农业区划地图集的统一协调的内容及方法进行了探讨。试图总结编制这类图集的统一协调模式,以供读者编图时参考。     

老年人生活空间移动性影响要素研究进展

 老年人生活空间移动性是老年人在日常生活中能动生活状态的重要表征。在梳理老年人生活空间移动性相关概念、测度方法基础上，分析了物质环境要素和非物质环境要素对老年人生活空间移动性的影响；提炼出有效支持老年人生活空间移动性的中观环境规划、微观环境设计和政策文化扶助层面的策略；指出了老年人生活空间移动性的研究建议和发展方向。     

过热器连续爆管事故分析

通过对一起锅炉过热器爆管事故的分析 ,找出了过热器爆管事故的原因 ,提出了改进意见 ,收到了显著的效果     

整数幂的和计算中的一些规律

给出整数幂的和的另一种计算公式的方法.     

曲面“侧”概念的“参照物”理解法

曲面“侧”是一个重要而难以理解的概念 ,本文对曲面“侧”概念的讲授方法进行了探讨 ,给出了曲面“侧”概念的“参照物”理解法 ,通过实践证明 ,效果良好。