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基于质子膜的尿残液膜蒸馏影响因素研究
1
作者 张非凡 张良长 +3 位作者 薛玉荣 李森 田科 吴志强 《湘潭大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期58-69,共12页
针对尿残液强酸强腐蚀性、物质含量高的特点,开发以质子膜为介质的间接加热气扫式膜蒸馏技术,完成尿残液的水分回收,以进一步提高空间站环控生保系统水资源闭合度.对比研究了7种质子膜材料的气相和液相两种接触模式下的蒸馏速率,获得质... 针对尿残液强酸强腐蚀性、物质含量高的特点,开发以质子膜为介质的间接加热气扫式膜蒸馏技术,完成尿残液的水分回收,以进一步提高空间站环控生保系统水资源闭合度.对比研究了7种质子膜材料的气相和液相两种接触模式下的蒸馏速率,获得质子膜材料的主动吸水、水分传输和尿残液耐受能力等特性.建立了尿残液液相接触模式下的传质传热理论模型,考察了质子膜厚度、尿残液物质浓度、进气流量、进气湿度和进气温度等5个主要变量对蒸馏速率的影响规律,其中进气湿度对蒸馏速率有着相对较大的影响.理论计算所得蒸馏速率与实测值之间的相对标准偏差为5.8%,验证了模型的有效性.研究结果为尿残液水分回收技术的开发和应用提供了理论和实验依据. 展开更多
关键词 质子膜 传热传质 环控生保 尿处理
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钛酸钡掺杂磺化聚醚酮质子膜的制备与性能 被引量：1
2
作者 王文娟 陈沛 +1 位作者 安忠维 陈新兵 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期71-75,共5页
将纳米钛酸钡(BT)在环己烷中超声分散制得均匀的悬浊液后,与磺化聚醚酮的二甲亚砜溶液均匀混合,然后采用流延法制备了掺杂质子交换膜。通过环镜扫描电子显微镜表征发现BT在膜中分散均匀,通过吸水率、溶剂吸收率、尺寸变化、电导率、甲... 将纳米钛酸钡(BT)在环己烷中超声分散制得均匀的悬浊液后,与磺化聚醚酮的二甲亚砜溶液均匀混合,然后采用流延法制备了掺杂质子交换膜。通过环镜扫描电子显微镜表征发现BT在膜中分散均匀,通过吸水率、溶剂吸收率、尺寸变化、电导率、甲醇透过率、力学性能及稳定性等测试发现掺杂膜虽然电导率有所下降,但是其抗溶胀性、稳定性和力学性能显著提高。 展开更多
关键词 纳米钛酸钡 磺化聚醚酮 质子交换膜
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全钒液流电池用磺化聚醚醚酮/锂皂石质子膜的结构及性能 被引量：4
3
作者 刘博 邹楠 +1 位作者 张雨霞 石海峰 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2186-2194,共9页
通过溶液流延法制备了磺化聚醚醚酮/锂皂石(SPEEK/Lap)复合膜,对其物理化学性质、机械性能、化学稳定性及单电池性能进行了测试.在SPEEK基质中引入的Lap有效改善了复合膜的质子传导率、溶胀率和机械性能.当Lap添加量(质量分数)从0.2%增... 通过溶液流延法制备了磺化聚醚醚酮/锂皂石(SPEEK/Lap)复合膜,对其物理化学性质、机械性能、化学稳定性及单电池性能进行了测试.在SPEEK基质中引入的Lap有效改善了复合膜的质子传导率、溶胀率和机械性能.当Lap添加量(质量分数)从0.2%增到1.5%时,复合膜的质子传导率随之增加(19.9~23.6m S/cm).SPEEK/Lap-0.2复合膜的自放电时间为57.2 h,是Nafion 117膜的2.4倍和纯SPEEK膜的1.5倍.在80 m A/cm^2电流密度下,SPEEK/Lap-0.2复合膜的电压效率(VE,86.5%)和能量效率(EE,84.0%)明显高于Nafion 117膜(VE:83.8%,EE:80.7%)和纯SPEEK膜(VE:81.4%,EE:78.9%).同时,SPEEK/Lap-0.2复合膜经100次充放电循环测试后具有良好的循环稳定性和结构稳定性. 展开更多
关键词 质子交换膜 磺化聚醚醚酮 锂皂石 全钒液流电池
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聚醚胺交联全氟磺酸质子膜的制备及其在钒电池中的应用
4
作者 苟鹏飞 吴红兵 《东方汽轮机》 2013年第2期65-69,共5页
文章研究了聚醚胺的分子量和用量对全氟磺酸质子膜成膜外观和性能的影响,发现聚醚胺的分子量和用量对膜的质子传导率和48h钒渗透系数有较大的影响,选择合适分子量的聚醚胺按照一定比例对全氟磺酸质子膜进行交联可获得质子传导率较高和... 文章研究了聚醚胺的分子量和用量对全氟磺酸质子膜成膜外观和性能的影响,发现聚醚胺的分子量和用量对膜的质子传导率和48h钒渗透系数有较大的影响,选择合适分子量的聚醚胺按照一定比例对全氟磺酸质子膜进行交联可获得质子传导率较高和钒渗透系数较低且外观平整、表面缺陷较少,适合钒电池储能系统(VRB)运行的隔膜。 展开更多
关键词 全钒液流电池 质子交换膜 聚醚胺 质子传导率 48h钒渗透系数
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基于集成经验模态分解和极限学习机的质子交换膜燃料电池寿命预测
5
作者 陈景文 杨淇 +2 位作者 兰天一 华志广 赵冬冬 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期135-141,共7页
基于数据驱动的预测方法可实现质子交换膜燃料电池(PEMFC)的寿命预测。为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)寿命预测精度,提出将集成经验模态分解(EEMD)和粒子群算法(PSO)优化极限学习机(ELM)相结合的PEMFC剩余使用寿命预测方法。首先,采... 基于数据驱动的预测方法可实现质子交换膜燃料电池(PEMFC)的寿命预测。为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)寿命预测精度,提出将集成经验模态分解(EEMD)和粒子群算法(PSO)优化极限学习机(ELM)相结合的PEMFC剩余使用寿命预测方法。首先,采用移动平均滤波法在滤除噪声和尖峰的同时,保留原始数据的主要趋势;其次,通过EEMD对原始数据进行多时间尺度分解,得到不同时间尺度下PEMFC的老化信息;最后,将分解后的本征模函数分别通过PSO优化的ELM模型进行预测,能在保证预测精度的情况下降低运算复杂度。通过与经典的极限学习机模型预测结果进行对比,该方法能更加准确地预测PEMFC的老化趋势。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 预测 经验模态分解 极限学习机
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阳极多口进气方式对空冷型质子交换膜燃料电池水热特性的影响
6
作者 雷基林 戈志晖 +3 位作者 李杰 刘懿 刘锋 夏臻玮 《内燃机工程》 北大核心 2025年第1期100-108,共9页
为研究空冷型质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)内部水热特性,改善电池内部水、热等物理性质的均匀性,提出了阳极多口进气的方式。基于单通蛇形流道进气方式,提出了四种进气方式,并建立了三维模型进行计算... 为研究空冷型质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)内部水热特性,改善电池内部水、热等物理性质的均匀性,提出了阳极多口进气的方式。基于单通蛇形流道进气方式,提出了四种进气方式,并建立了三维模型进行计算分析。结果表明:在0.635 V电压下,使用多口进气的方式均能够提升质子交换膜燃料电池的输出性能,改善膜电流密度、膜水含量、阳极催化层氢气含量、阳极催化层水含量的均匀性,但同侧进气的方式温度均匀性较差。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 阳极进气优化 数值模拟 水热特性
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基于simulink的三种质子交换膜电解槽模型对比
7
作者 王尊博 徐超群 +4 位作者 何勇 翁武斌 李明阳 王晓丁 王智化 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期486-494,共9页
针对电解槽仿真研究过程中建模技术尚不完善,多种电解槽建模方法之间并没有清晰的划分和优缺点对比的问题,本文在simulink环境下建立了3种不同的质子交换膜电解槽模型,对质子交换膜电解槽工作时的电化学现象进行解释,并对3种模型的适用... 针对电解槽仿真研究过程中建模技术尚不完善,多种电解槽建模方法之间并没有清晰的划分和优缺点对比的问题,本文在simulink环境下建立了3种不同的质子交换膜电解槽模型,对质子交换膜电解槽工作时的电化学现象进行解释,并对3种模型的适用范围与优缺点进行对比。本文所采用的模型一基于经验公式建模,模型二对电解槽内部不同的过电势进行区分,模型三对电解槽工作过程进行详细分析。实验结果表明:模型一和模型二更适用于作为柔性负载与电力系统进行耦合,模型三对电解槽运行时的工作原理进行详细表达,更适用于对电解槽本身系数进行优化。本文的研究为质子交换膜电解槽仿真过程中电化学机理及后续的仿真研究提供重要参考。 展开更多
关键词 电解槽 制氢 质子交换膜 开路电压 欧姆过电势 活化过电势 守恒原理 电极反应动力学
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质子交换膜燃料电池双极板流动结构仿生设计探究
8
作者 石自航 杨亚晶 +1 位作者 魏衍举 张晨杨 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第4期70-80,共11页
针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部燃料分布不均匀以及水管理能力不足导致的性能受限问题,基于海棠叶的叶脉结构,设计了一种新型仿生流场,采用数值方法深入研究了其性能。首先,通过观察海棠叶脉的自然流动形态,设计仿生流场;然后,通过... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部燃料分布不均匀以及水管理能力不足导致的性能受限问题,基于海棠叶的叶脉结构,设计了一种新型仿生流场,采用数值方法深入研究了其性能。首先,通过观察海棠叶脉的自然流动形态,设计仿生流场;然后,通过数值模拟对比分析仿生流场、传统蛇形流场和平行流场的流场性能;最后,探究极限电流密度、峰值功率密度及内部氧气和电流密度的分布特性。研究结果表明:与传统的蛇形流场和平行流场相比,仿生流场的压降更低,催化层氧气浓度分布更均匀,供气质量更高;相较于平行流场和蛇形流场,仿生流场的电池极限电流密度分别提升了35.42%、6.81%,峰值功率密度分别增加了29.71%、5.22%,且除水能力较平行流场有所提升。该研究为PEMFC流场设计的优化提供了新思路,对提升燃料电池的整体性能和效率具有重要的实际应用价值。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 仿生流场 海棠叶脉 双极板
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质子交换膜燃料电池阴极催化层微观结构表征研究进展
9
作者 李薛茹 马哲杰 李平 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第2期812-821,共10页
氢质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)具有无污染、高效率等特点,是理想的零碳排放发电装置,其成本、性能及耐用性与阴极催化层(cathode catalyst layer,CCL)的组成和结构密切相关。CCL主要由Pt/C催化剂... 氢质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)具有无污染、高效率等特点,是理想的零碳排放发电装置,其成本、性能及耐用性与阴极催化层(cathode catalyst layer,CCL)的组成和结构密切相关。CCL主要由Pt/C催化剂、离聚物和孔隙区域组成,其中碳载体传导电子,离聚物传导质子,孔隙传输反应气体,这种复杂构成对精准表征其微观结构进而揭示构效关系带来了极大挑战。本文总结了CCL微观结构表征的研究进展,从催化层形貌、孔隙结构、离聚物及Pt纳米粒子分布这四个方面的表征,详细阐释了针对CCL内不同构成部分的各类表征手段,指出单一的表征方法无法揭示CCL内部的复杂精细结构,需要联用多种表征手法从不同尺度和不同维度进行观测。发展对CCL微观结构表征的方法有助于全面阐释燃料电池运行过程中催化剂、反应气体和离聚物之间的相互作用机理,有助于提供真实结构参数以精准构建CCL计算模型,掌握催化层内质量传递、热量传递、质子及电子传导等信息,为燃料电池的性能提升和技术瓶颈突破提供科学支撑。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 阴极催化层 微观结构 表征技术
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运行参数对质子交换膜燃料电池堆耐久性影响的实验研究
10
作者 蔡赛杰 朱昊宁 +2 位作者 张卓 陈俊宏 陶文铨 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第5期1-11,共11页
针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)在多变工况下的耐久性较差的问题,研究了氢燃料电池电堆老化过程中的气体分配、电压恢复和电压衰减速率规律、单片电池膜电极参数之间的差异和电池老化之间的关系。基于新欧洲驾驶循环标准工况制定了耐久... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)在多变工况下的耐久性较差的问题,研究了氢燃料电池电堆老化过程中的气体分配、电压恢复和电压衰减速率规律、单片电池膜电极参数之间的差异和电池老化之间的关系。基于新欧洲驾驶循环标准工况制定了耐久性测试流程,在自行设计的8片PEMFC电堆上进行了80 h加速老化测试。实验结果显示,电堆基准电压的平均衰减速率为1.4 mV/h,考虑重启造成的水热状态恢复引起的电压上升,电堆的平均衰减速率降低为0.55 mV/h。各膜电极老化前后的电化学反应面积变化在7%~12%,但其他膜电极指标存在显著差异,表明水热状态存在较大差异。从空气分配特性看,单电池空气侧的流量分布及电压衰减速率呈双峰分布,且随着流量增大,峰值差异加大,流量高点对应的电压衰减速率达到最高,表明老化速率与空气侧流量正相关。靠近端板的电池老化程度明显高于平均水平,但电压衰减速率并非最大,表明其主要经历了可逆老化,较高的电压恢复速率也验证了这一点,中间电池的老化速率都在0.6 mV/h左右。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 耐久性 加速老化测试 膜电极老化
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基于聚偏氟乙烯/聚多巴胺/UiO-66纳米纤维的复合质子交换膜制备及其性能
11
作者 张鑫伟 李港华 +3 位作者 李林蔚 刘红 田明伟 王航 《纺织学报》 北大核心 2025年第2期35-42,共8页
针对质子交换膜内高效质子传输通道构筑难题,提出了多尺度微相界面结构与多功能酸-碱离子域协同构筑策略,采用聚多巴胺(PDA)修饰和锆1,4-氨基苯金属有机骨架(UiO-66)原位生长方法制备聚偏氟乙烯(PVDF)/PDA/UiO-66纳米纤维,后经磺化聚砜... 针对质子交换膜内高效质子传输通道构筑难题,提出了多尺度微相界面结构与多功能酸-碱离子域协同构筑策略,采用聚多巴胺(PDA)修饰和锆1,4-氨基苯金属有机骨架(UiO-66)原位生长方法制备聚偏氟乙烯(PVDF)/PDA/UiO-66纳米纤维,后经磺化聚砜溶液(SPSF)浸渍制得致密的复合质子交换膜,并对PVDF/PDA/UiO-66纳米纤维对质子交换膜微观结构、吸水性能、尺寸稳定性能、质子传导性能、甲醇渗透系数等的影响规律进行了研究。结果表明:多尺度微观纳米纤维结构显著增加了微相界面作用区域并通过酸-碱离子作用有效调控膜内质子传输位点,提升了复合质子交换膜综合性能;所制备的质子交换膜吸水率增加到55.56%,溶胀性被限制在18.32%;复合膜的质子电导率达到了0.165 S/cm,相对于SPSF膜提升了100.97%;甲醇渗透系数显著降低,甲醇渗透率低至2.139×10^(-7) cm^(2)/s,选择性相比SPSF膜提高了11倍。基于原位生长金属有机骨架纳米纤维的多尺度微相界面结构与多功能酸-碱离子域协同构筑策略,可从结构与功能角度有效协同提升质子交换膜综合性能,助推下一代新型纳米纤维复合质子交换膜发展。 展开更多
关键词 纳米纤维 质子交换膜 质子传导通道 直接甲醇燃料电池 金属有机骨架化合物
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质子交换膜燃料电池用氢气杂质检测技术进展
12
作者 徐广通 王亚敏 李霄霞 《石油炼制与化工》 CAS 北大核心 2025年第1期1-10,共10页
氢能作为洁净可持续发展能源已成为世界各国未来能源体系的重要组成部分,也是全球实现碳减排的重要技术途径。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是氢能利用的重要技术途径,保障PEMFC长周期安全运行对作为反应原料的氢气有特定的质量要求。概述... 氢能作为洁净可持续发展能源已成为世界各国未来能源体系的重要组成部分,也是全球实现碳减排的重要技术途径。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是氢能利用的重要技术途径,保障PEMFC长周期安全运行对作为反应原料的氢气有特定的质量要求。概述了PEMFC对原料氢气的品质要求,介绍了国内外PEMFC用氢气检测技术及标准,综述了中石化石油化工科学研究院有限公司(简称石科院)在PEMFC用氢气杂质检测技术中的研究进展。石科院提出的预浓缩耦合气相色谱-硫化学发光检测器质谱检测器(GC-SCD MS)方案,在一次进样下可同时测定氢气中含硫化合物、甲醛和有机氯化物等组分含量,对硫化氢、甲醛和一氯甲烷的检测限分别为0.01,0.1,0.5 nmol/mol;提出的气相色谱-热导检测器火焰离子化检测器(GC-TCD FID)方案可以快速测定氢气中的永久性气体以及烃类化合物含量;提出的气相色谱-脉冲氦离子化检测器(GC-PDHID)方案可以快速测定氢气中的一氧化碳和二氧化碳含量。此外,石科院设计的多阀柱系统可较好地解决背景干扰问题,检测限达50 nmol/mol;采用光腔衰荡光谱(CRDS)测定氢气中的氨含量,检测限可达1.8 nmol/mol。以此为基础,制定了系列氢气中杂质检测的团体标准和国家标准,建立了国家首个通过CMA和CNAS认证的氢能检测实验室,在不同产氢工艺的杂质溯源、国家氢能示范城市建设以及2022年北京冬奥会氢气质量监测中得到应用。 展开更多
关键词 氢能 质子交换膜燃料电池 杂质检测 气相色谱 质谱
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不同流道结构质子交换膜电解槽性能研究
13
作者 孙海林 郝亮 《可再生能源》 北大核心 2025年第3期300-306,共7页
质子交换膜电解水制氢技术在制氢领域有着广阔的发展前景,为深入研究该技术,文章使用商业软件Comsol Multiphysics建立了一个考虑膜内水分输运的三维、两相、非等温全耦合质子交换膜电解槽模型,以精确地描述质子交换膜电解槽在实际运行... 质子交换膜电解水制氢技术在制氢领域有着广阔的发展前景,为深入研究该技术,文章使用商业软件Comsol Multiphysics建立了一个考虑膜内水分输运的三维、两相、非等温全耦合质子交换膜电解槽模型,以精确地描述质子交换膜电解槽在实际运行中的传输反应过程,并分析梯形和矩形流道结构下质子交换膜电解槽性能的差异。研究结果表明:梯形流道结构的电解槽性能优于矩形流道,在2.4 V的工作电压下,性能提升了5.5%;相较于矩形流道,梯形流道具有更出色的水/气传输性能,在2.4 V的工作电压下,梯形流道阳极催化层内的水饱和度比矩形流道提高了7.92%,氧气浓度降低了10.36%,膜内含水量提高了1.22%,膜电导率提高了1.75%,但两种流道膜内温度的差异并不显著。 展开更多
关键词 质子交换膜电解槽 模型 流道结构 传输反应过程
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高海拔环境下空冷质子交换膜燃料电池性能研究
14
作者 石强强 刘宏波 +3 位作者 秦江 刘海东 沈轶岭 谢佳乐 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期345-352,共8页
高海拔地区低温和低氧环境往往会对质子交换膜燃料电池(PEMFC)无人机(UAV)的启动和巡航工作造成困难。为研究环境变量对不同海拔高度PEMFC的性能影响,分别在200、3000、4000m高度下对燃料电池系统进行测试和分析。结果表明,随着海拔高... 高海拔地区低温和低氧环境往往会对质子交换膜燃料电池(PEMFC)无人机(UAV)的启动和巡航工作造成困难。为研究环境变量对不同海拔高度PEMFC的性能影响,分别在200、3000、4000m高度下对燃料电池系统进行测试和分析。结果表明,随着海拔高度的上升,PEMFC系统输出性能不断降低。在3000 m高度低湿条件下采取阴极进气加热,电堆最大电流密度由0.38 A/cm^(2)下降至0.33 A/cm^(2)。而在4000 m高度夜间相对高湿环境下,进气预热后电堆最大电流密度由0.32 A/cm^(2)提升至0.36 A/cm^(2)。同时,结合系统仿真分析,建立无人机PEMFC在不同海拔环境下的性能预测模型,电池性能预测与实验数据误差不超过5%,可用于准确预评估机载电池的性能。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 电流密度 含水量 氧含量 性能评估
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车用大功率质子交换膜燃料电池堆变负载电流下湿度控制
15
作者 兰子剑 代晓芳 +2 位作者 刘青山 陈轶嵩 付佩 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第1期127-135,共9页
为解决大功率质子交换膜燃料电池(PEMFC)变负载电流下湿度超调大的问题,该文对电池堆阴极流场湿度和阳极流场湿度均使用模糊自抗扰控制(ADRC)算法。根据水蒸气在电池堆内部的变化机理,建立了额定功率为150 kW的电池堆湿度模型并验证其... 为解决大功率质子交换膜燃料电池(PEMFC)变负载电流下湿度超调大的问题,该文对电池堆阴极流场湿度和阳极流场湿度均使用模糊自抗扰控制(ADRC)算法。根据水蒸气在电池堆内部的变化机理,建立了额定功率为150 kW的电池堆湿度模型并验证其准确性;随后分析比例-积分-微分(PID)算法的缺陷;最后以加湿器水质量流量为控制变量,对阴极流场湿度和阳极流场湿度均采用ADRC和模糊ADRC算法进行研究。结果表明:电流阶跃绝对幅度为50 A时,相比于PID,ADRC和模糊ADRC控制下的阴极流场湿度超调量分别减小15.5%和16.3%,阳极流场湿度超调量均减小70.3%;电流阶跃绝对幅度为100 A时,ADRC和模糊ADRC控制下的阴极流场湿度超调量分别减小45.0%和47.5%,阳极流场湿度超调量分别减小92.3%和92.4%。本研究揭示了大功率电池组湿度变化的机理,提出了保持水稳定性的方法,从而有效缓解电池组“水淹”和“膜干”问题。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 湿度控制 比例-积分-微分(PID) 模糊自抗扰控制(ADRC)
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质子交换膜燃料电池车辆安全分析
16
作者 谢先树 《汽车工艺与材料》 2025年第2期11-18,共8页
为解决质子交换膜燃料电池车辆的安全问题,运用故障树方法,分析了质子交换膜燃料电池车辆安全影响要素及燃料电池系统、动力电池、高压电气线路安全隐患,阐述了当前国内外质子交换膜燃料电池车辆储氢罐、氢气泄漏、动力电池、电气安全... 为解决质子交换膜燃料电池车辆的安全问题,运用故障树方法,分析了质子交换膜燃料电池车辆安全影响要素及燃料电池系统、动力电池、高压电气线路安全隐患,阐述了当前国内外质子交换膜燃料电池车辆储氢罐、氢气泄漏、动力电池、电气安全方面的防控策略及方法。研究发现,当前质子交换膜燃料电池车辆安全措施能够防控可预见的安全风险。 展开更多
关键词 质子交换膜 燃料电池 车辆安全 安全分析
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中国质子交换膜燃料电池行业市场现状及发展建议
17
作者 铁宇 王洪建 +2 位作者 金文龙 毛祥 邹戈阳 《油气与新能源》 2025年第1期17-23,共7页
作为氢能终端利用的主要手段,质子交换膜燃料电池广泛应用于交通、工业、建筑供能等领域,以支撑实现低碳、清洁发展模式。分析了“双碳”目标下质子交换膜燃料电池行业的发展现状及前景,明确了现存问题。研究发现,目前行业仍存在用氢价... 作为氢能终端利用的主要手段,质子交换膜燃料电池广泛应用于交通、工业、建筑供能等领域,以支撑实现低碳、清洁发展模式。分析了“双碳”目标下质子交换膜燃料电池行业的发展现状及前景,明确了现存问题。研究发现,目前行业仍存在用氢价格高、关键设备国产化水平低、耐久性差、加氢站等基础设施建设滞后等限制因素及现阶段市场空间小、企业内卷式恶性竞争、地区壁垒导致的行业非可持续发展等问题,需进一步完善相关政策、健全市场管理体系、加大研发力度、增强基础设施建设以降低各环节成本扩大质子交换膜燃料电池应用场景。 展开更多
关键词 氢燃料电池 氢能利用 质子交换膜 市场现状 发展建议
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质子交换膜水电解制氢阳极铱基催化剂的研究进展
18
作者 黄婷 陈星雨 +3 位作者 许雪丽 黄涛 方延延 王功名 《西华大学学报(自然科学版)》 2025年第1期28-41,共14页
氢能作为一种清洁、高效、可再生的能源,在我国能源绿色低碳转型过程中具有重要的战略地位。质子交换膜水电解(PEMWE)制氢技术因其工作电流密度大、能量效率高以及动态响应快等优势,被认为是一种极具发展前景的制绿氢技术。然而,受限于... 氢能作为一种清洁、高效、可再生的能源,在我国能源绿色低碳转型过程中具有重要的战略地位。质子交换膜水电解(PEMWE)制氢技术因其工作电流密度大、能量效率高以及动态响应快等优势,被认为是一种极具发展前景的制绿氢技术。然而,受限于该系统核心组件之一阳极铱基催化剂的资源稀缺性和高昂成本,PEMWE在产业界仍难以得到大规模应用。针对这一问题,研究者们致力于探索兼具经济性和高效的铱基催化剂,实现PEMWE大规模应用时面临的降本增效问题。本文介绍了PEMWE制氢的基本原理、系统构成和相应功能,从金属型、氧化物型及负载型3个角度详细综述了铱基催化剂在PEMWE制氢阳极析氧反应中的应用现状,重点讨论形貌调控、结构设计和载体选择对催化性能的影响,并提出未来应致力于开发低铱载量且高活性和稳定性的催化剂。 展开更多
关键词 析氧反应 质子交换膜水电解 制绿氢技术 铱基催化剂 膜电极
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质子交换膜燃料电池热管理系统建模及故障仿真 被引量：4
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作者 雍加望 赵倩倩 冯能莲 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期308-316,共9页
文章以质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)系统为研究对象,分析系统中各组成部件的工作机理,在MATLAB/Simulink软件中搭建了燃料电池电堆电压、阴极、质子交换膜、阳极以及温度的数学机理模型,同时使用Simul... 文章以质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)系统为研究对象,分析系统中各组成部件的工作机理,在MATLAB/Simulink软件中搭建了燃料电池电堆电压、阴极、质子交换膜、阳极以及温度的数学机理模型,同时使用Simulink/Simscape物理建模平台搭建热管理系统的物理模型,将两种模型集成为完整的PEMFC系统仿真模型。在所搭建的热管理系统模型中注入典型故障:散热器风扇故障和冷却液流量不足故障,对各故障模式下的燃料电池性能进行了分析。仿真结果表明:PEMFC系统模型结果与试验结果基本一致,验证了模型的合理性;通过对热管理系统故障进行仿真,可以清楚地了解故障发生的机理,为其故障诊断提供了参考依据。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 热管理系统 Simulink/Simscape 建模 故障仿真
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基于NGO-CNN-BiLSTM神经网络的动态质子交换膜燃料电池剩余使用寿命预测 被引量：1
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作者 许亮 任圆圆 李俊芳 《汽车工程师》 2024年第3期1-7,共7页
为解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)剩余使用寿命(RUL)预测精度不高的问题,提出了一种基于北方苍鹰优化(NGO)、卷积神经网络(CNN)和双向长短时记忆(BiLSTM)神经网络的动态燃料电池RUL预测模型。首先,利用NGO对CNN-BiLSTM模型的学习率、隐... 为解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)剩余使用寿命(RUL)预测精度不高的问题,提出了一种基于北方苍鹰优化(NGO)、卷积神经网络(CNN)和双向长短时记忆(BiLSTM)神经网络的动态燃料电池RUL预测模型。首先,利用NGO对CNN-BiLSTM模型的学习率、隐藏节点及正则化系数进行寻优,然后,通过CNN-BiLSTM模型的卷积层对输入数据进行特征提取,输入到BiLSTM层进行时序建模和预测。同时,利用小波阈值去噪算法对原始数据进行平滑处理,采用皮尔逊相关系数提取模型输入变量,并搭建NGO-CNN-BiLSTM神经网络功率预测模型。仿真验证结果表明,该方法预测精度达99.49%,高于其他对比模型的预测精度。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 NGO-CNN-BiLSTM网络 剩余使用寿命预测
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