Влияние увлажнения и нагрева ячейки на стабильность работы топливного элемента с мембраной из полимерного электролита

Влияние увлажнения и нагрева ячейки на стабильность работы топливного элемента с мембраной из полимерного электролита

Коммерциализация топливный элемент ПОМ этому препятствует несколько факторов, в том числе хранение водорода, управление водой и температурным режимом, отравление катализатора, коррозия медных токосъемников, среди факторов проблема управления водными ресурсами в основном возникает из-за образования воды (т. Е. Затопления) из-за электрохимического реакции, что приводит к замедлению скорости электрохимической реакции, что приводит к эффективному снижению производства. Следовательно, проблема управления водными ресурсами топливного элемента PEM также должна быть подробно изучена и должны быть найдены решения для лучшей коммерциализации технологии топливных элементов PEM. Такие методы, как очистка воды, накопленной на анодной стороне во время работы топливного элемента PEM. Известно, что многие другие факторы, включая рабочую температуру, давление и увлажнение газового потока, оказывают существенное влияние на производительность топливного элемента PEM. Понимание влияния этих факторов на работу топливных элементов имеет решающее значение для повышения производительности топливных элементов PEM. Рабочая температура элемента существенно влияет на электрический и тепловой КПД, а также на производительность топливного элемента PEM. Экспериментально показано, как рабочая температура элемента влияет на кривую поляризации, когда реагенты на входе в газ были нагреты до 75°C, 80°C, 85 °С и 90°С. Было обнаружено, что при плотностях тока от умеренной до высокой производительность топливного элемента значительно увеличивается с повышением температуры элемента.

Они обнаружили, что время цикла капель резко уменьшалось с 14 с до 0,5 с, когда температура ячейки увеличивалась с 25°C до 75°C. И обнаружили, что повышение рабочей температуры со 120°C до 200°C повышает эффективность топливных элементов; тем не менее, утверждалось, что оптимальная рабочая температура находится в диапазоне 160–180 °C, чтобы обеспечить высокую удельную мощность и снизить затраты на техническое обслуживание.

Хорошо известно, что на производительность топливного элемента PEM существенно влияет увлажнение на катодной и анодной сторонах, поскольку оно контролирует водный баланс внутри элемента. Для улучшения водного баланса внутри ячейки вода, образующаяся внутри ячейки во время ее работы, используется для гидратации реагентов, что рассматривается как самоувлажнение. Самоувлажнение снижает необходимость использования внешней системы увлажнения. Таким образом, вес, а также стоимость систем топливных элементов PEM могут быть значительно снижены. Многие исследовательские работы были сосредоточены на экспериментах и разработке моделей, позволяющих понять влияние самоувлажнения на производительность топливного элемента PEM. Исследовали распределение воды в ячейке при работе на сухом газе путем измерения количества воды на анодной и катодной сторонах и подтвердили, что в различных условиях эксплуатации обратная диффузия воды к аноду была основным механизмом управления водой. в самоувлажняющемся топливном элементе PEM.