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题名质子交换膜燃料电池和电解槽关键组件衰减机理
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作者
王帅
钱相臣
章雷其
吴启亮
刘敏
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机构
华北电力大学控制与计算机工程学院
国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
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出处
《化工进展》
北大核心
2025年第7期3804-3815,共12页
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基金
国网浙江省电力有限公司科技资助项目(B311DS221003)。
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文摘
可再生能源,尤其是氢能,通过与电能耦合可以减少碳排放,并且促进电网实现能源转型。燃料电池和电解槽是氢电耦合系统中关键的能量转换装置,其中基于质子交换膜技术的设备因运行时优异的波动适应性和很高的电流密度受到广泛关注,但成本高和耐久性差是制约其进一步商业化的关键因素。本文首先简要介绍了质子交换膜燃料电池和电解槽中关键组件,如质子交换膜、催化层、气体扩散层(多孔传输层)和双极板的组成和作用。然后,分别阐述了各个组件的衰减机理,分析认为化学衰减是更为常见的机理,机械衰减和热衰减次之。其中,电解槽阳极处于高电位、高温、强酸性和强氧化性的恶劣环境中,碳材料耐久性大幅下降,金属材料需要涂覆贵金属涂层,进一步使成本提高。最后,本文总结了针对各组件的衰减缓解措施,并对未来材料调整优化的方向进行展望。
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关键词
燃料电池
电解槽
质子交换膜技术
关键组件
衰减机理
缓解措施
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Keywords
fuel cell
electrolysis cell
proton exchange membrane technology
key components
degradation mechanism
mitigation measure
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分类号
TK91
[动力工程及工程热物理]
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