阳极闭口模式下质子交换膜燃料电池氮气渗透Nitrogen permeation in proton exchange membrane fuel cells under anode dead-end mode
李子君1,王建国2,王树博3,李微微3,谢晓峰3,4
摘要(Abstract):
质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极闭口模式潜力巨大,但该模式下运行会引发氮气从阴极向阳极的渗透,导致阳极氢气的摩尔分数降低,PEMFC性能下降,针对这种情况可通过吹扫恢复PEMFC的性能。搭建了阳极闭口模式测试系统,在不同操作条件下进行阳极闭口模式实验,同时建立数学模型研究不同电流密度、化学计量比和温度下,电压和阳极氢气的下降速率以及传输到阳极的氮气积累量,提出实验与仿真结合的方法深入探究闭口模式下气体的传输规律,结果表明:当氢气摩尔分数为0.75时,电压下降到1.4V,此时性能明显下降,提出相应吹扫策略:氢气摩尔分数在0.8时吹扫最为有效。
关键词(KeyWords): 质子交换膜燃料电池;阳极闭口;氮气渗透;数值模拟
基金项目(Foundation): 崂山实验室科技创新项目(LSKJ202204503)。
作者(Author): 李子君1,王建国2,王树博3,李微微3,谢晓峰3,4
DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2024.01.007