20kW级车用氢/空气质子交换膜燃料电池堆模块研制

摘要

本文主要进行20kW级车用氢/空气质子交换膜燃料电池堆模块的研制.电池堆采用一种改进的亲水性膜电极,经性能测试其最大功率密度为1.23W/cm2(H2/O2)、0.72W/cm2(H2/Air).扫描电镜和电化学阻抗测试结果显示,与憎水电极相比,亲水性膜电极催化剂层厚度为10μm,欧姆电阻、电化学反应电阻更低,界面双层电容更大.循环伏安测试结果分析证明,亲水性膜电极催化剂利用率比憎水电极提高1.6倍.电池堆性能测试结果表明,空气操作压力和湿度都对电池堆性能影响显著,小电流工作时,空气湿度80％R.H.,大电流工作时,空气湿度40％R.H.为宜.电池堆累计运行96h(@240A),电池堆工作电压下降0.7％.经装车测试,由4个电池堆模块构成的电池组工作电压随工况变化响应迅速,且性能稳定,每个电池堆模块实测功率大于20kW.