5 kW质子交换膜燃料电池堆之气体与水管理系统

来源 :武汉大学学报:工学版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pingzidege
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
开发了一个气体与水管理系统,藉以配合5kW质子交换膜燃料电池堆(Ballard 1310),使燃料电池的发电效率提升,并应用在小型运输工具之辅助动力装置(APU).气体与水管理系统包含4个子系统:氧化物供应系统、氢气供应系统、冷却系统与控制系统.原设计之各子系统中,感测组件过多以及管路过长,易出现热耗散及不均匀的现象,使供应气体温度下降.在新的简化设计中,减少各系统中的感测组件及缩短的管路,能有效提升供应气体之温度,提升燃料电池的性能.此外,电池效能会被在不同负载下的气体相对湿度与氢气消耗量影响,氢气消耗量在负载100A时较负载10A时多44%,故分析氢气于各负载下的消耗情形与气体相对湿度,有助于设计理想的氢气再循环机制,而提升氢气的使用效率.为使总输出功率可达10kW,后续工作将以另一5kW燃料电池堆系统与原系统结合二极管做串并联组装,且因两电池堆之效能输出几乎一致,故全系统将可进行长时间且稳定之高功率输出.实验结果显示在空气进口温度51℃与相对湿度54%时,电池堆最理想效能可达到65.5%.“,”A gas and water management system has been developed to increase the performance of the 5 kW proton exchange membrane fuel cell stack used for a small on board PEMFC auxiliary power unit(APU).The gas and water management system included four subsystems: oxidant supply subsystem,hydrogen supply subsystem,water cooling subsystem and control subsystem.The original design combined with excessive sensors and over-length pipes would cause the higher heat dissipation and decrease the inlet air temperature.The new compact design with less sensors and shorter pipe length could keep the higher inlet gas flow temperature and better performance of the fuel cell stack.In addition,stack performance could be influenced by the gas relative humidity and the hydrogen consumption under different loads.Hydrogen consumption under high load of 100 A might have 1.44 times more than that under low load of 10 A.Thus,the analysis of the hydrogen consumption under different loads and the gas relative humidity could help us to have an optimal design of the hydrogen recycling and increase the stack efficiency.Another 5 kW PEM fuel cell stack system is fabricated to couple with the original fuel cell stack system to have a 10 kW power output.The two stacks are electrically parallel or cascade;and the diodes are adopted in the circuit to avoid reverse current.The whole system should deliver a high power output stably in a long time because the performances of the two stacks are controlled to be almost identical to one another.The experimental results show that the stack ideal efficiency could reach 65.5% under the input air temperature of 51℃ and relative humidity of 54%.
其他文献
1从哲学角度看发展“元命题”“发展”是一个既涉及自然界,又涉及人类社会,而且跨越了广阔时空的深刻而复杂的人类活动,必须遵循自然的规律、社会发展的规律,而哲学是关于自
该文从挂篮荷载计算、施工流程、支座及临时固结施工、挂篮安装及试验、合拢段施工、模板制作安装、钢筋安装、混凝土的浇筑及养生、测量监控等方面人手,介绍了S226海滨大桥
期刊
在分析本体和网格技术的基础上,针对空间信息系统对信息语义的特殊要求,提出了空间信息语义网格的概念,并用本体构造了空间信息语义网格体系结构。
通过综述城市设计与交通工程学科文献,从新西兰视角明确共享空间概念的起源和演变。综述过程包括研究公众期望变化背景下的公共道路空间的功能与使用以及如何与一些相互关联的
妊娠期胎儿缺氧严重影响胎儿的宫内发育和妊娠结局.轻度宫内缺氧可表现为胎儿交感神经兴奋、血压升高、心率加快.重度缺氧表现为迷走神经兴奋、心率减慢、无氧糖酵解增加、丙
全球传统石化能源耗竭及气候变迁等负面效应日益严重,以永续发展为目标,再生能源之开发利用备受关注,已成为世界各国能源政策的主要施政方针,其中多以立法手段积极推动.综观
该文从挂篮荷载计算、施工流程、支座及临时固结施工、挂篮安装及试验、合拢段施工、模板制作安装、钢筋安装、混凝土的浇筑及养生、测量监控等方面人手,介绍了S226海滨大桥
期刊
胎盘是母胎间物质交换的重要场所.妊娠期间胎儿在经胎盘获得营养的同时,也会受到母血中药物、代谢产物和其他毒性物质的影响.
早产儿视网膜病(retinopathy of prematurity,ROP)是发生在早产儿眼部视网膜血管的增殖性疾病,严重影响患儿生存质量.随着医疗及护理技术的发展,越来越多的早产低出生体重儿
该文从挂篮荷载计算、施工流程、支座及临时固结施工、挂篮安装及试验、合拢段施工、模板制作安装、钢筋安装、混凝土的浇筑及养生、测量监控等方面人手,介绍了S226海滨大桥
期刊