基于反应状态原位测试的空冷型燃料电池运行参数分析 上海交通大学学报    2024, 58 (3): 253-262.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.318

图10 500 mA/cm²负载时不同氢气入口气压下电流密度分布

正文中引用本图/表的段落

设置氢气出口脉排间隔时间为10 s,图9为不同氢气入口气压p_in下空冷电池的极化曲线.图10为500 mA/cm2负载时不同氢气入口气压下的电流密度.图9中,随着入口气压从30 kPa提高到60 kPa,空冷电池输出性能不断提高;尤其将气压从30 kPa提高到40 kPa时,电池性能显著提高;平均电流密度为500 mA/cm2时,单电池输出电压提高25 mV.

空冷电池在500 mA/cm2的平均电流密度稳态运行时,不同氢气入口气压下电流密度分布测试结果如图10(a)~10(c)所示.当入口气压从30 kPa提高到40 kPa,如图10(d),氢气出口区域电流密度增大,入口区域电流密度减小.这是因为在30 kPa的入口气压下,阳极排除积水能力不足,在氢气出口区域会出现液态水积聚,导致出口区域电流密度较低.入口气压提高到40 kPa时,出口积水问题改善,出口区域性能提高,局部电流密度增大,而整个电池平面内平均电流密度保持不变,因此入口区域电流密度减小,空冷电池内电流密度分布均匀性更好.当气压从40 kPa 继续提高时,如图10(e)所示,气压提高对电池性能分布均匀性的改善不明显.

本文的其它图/表

• 图1 空冷电堆和PCB测试板示意图
  
• 图2 空冷燃料电池实验平台
  
• 图3 空冷电堆极化曲线
  
• 图4 不同负载下的温度与电流密度分布
  
• 图5 500 mA/cm²负载时不同脉排间隔下输出电压
  
• 图6 500 mA/cm²负载时不同脉排间隔下电流密度分布
  
• 图7 空冷电池内电流密度波动情况
  
• 图8 500 mA/cm²负载时不同脉排间隔下电流密度阶跃值
  
• 图9 不同氢气入口气压下极化曲线
  
• 图11 500 mA/cm²负载时不同氢气入口气压下电流密度阶跃值
  
• 图12 500 mA/cm²负载时不同阴极入口风速下输出电压
  
• 图13 500 mA/cm²负载时不同风速下温度和电流密度分布