空冷型质子交换膜燃料电池系统效率的实验研究

摘要

以空冷型质子交换膜燃料电池系统为研究对象,通过实验测试,获得了全功率下的系统效率.实验结果显示:在燃料电池系统全功率范围内,系统效率随系统功率变化呈现抛物线形状.随着系统功率提高,系统效率快速上升,达到最高效率后缓慢降低,然后基本趋于平缓.系统在额定功率下的效率约为47％,系统最高效率约为56％,出现在系统50％额定功率点附近.本文设计了一个双堆结构空冷型燃料电池系统.基本设计理念是燃料电池系统含有两个电堆,而且双堆串联进气即将前一个电堆的阳极尾端氢气,经过气水分离器后引入后一个电堆.实验结果显示:在相同排氢频率条件下,与相同单电池数量的单堆系统相比,双堆结构燃料电池系统发电性能基本没有变化,在高功率区间发电性能略有提升;双堆结构燃料电池系统效率有明显增加,系统最高效率达60.23％.在低功率发电区间,系统效率大概增加了2％～4％;在高功率发电区间,系统效率大概增加了约5％.该双堆结构燃料电池系统具有良好的实际应用价值.