1、隨著化石能源短缺和環(huán)境污染日益加劇,人類對于高能效的可替代能源的需求也越來越大。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC,Proton Exchange Membrane Fuel Cell)以其高能效、無污染的特點成為最合適的可替代能源之一,并且能夠廣泛應用于動力領(lǐng)域。但是,當質(zhì)子交換膜燃料電池作為動力裝置時,面臨低溫環(huán)境下啟動困難,持久性衰減等問題,這成為燃料電池商業(yè)化特性研究的重要方向。
　　 本論文在對質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)部水傳遞

2、、熱量擴散機理詳細分析的基礎(chǔ)上,采用質(zhì)子交換膜燃料電池進行低溫環(huán)境下動態(tài)響應實驗,進而研究電池在低溫下啟動能力以及低溫耐久性?？疾炝嗽?3℃、-5℃環(huán)境溫度下,電流密度、陽極化學計量比對電池啟動的影響,進行了電流密度為100mA/cm2、150 mA/cm2、200mA/cm2以及陽極化學計量比為2.5、3、3.5的低溫啟動實驗,并與常溫啟動能力進行對比。在參考常溫下反應氣加濕對電池性能的研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,進行了0℃、-3℃環(huán)境溫度下的

3、反應氣加濕動態(tài)性能實驗,并對加濕程度進行了分析討論,從而明確低溫下質(zhì)子交換膜的潤濕度增加對電池動態(tài)性能的改善。
　　 研究發(fā)現(xiàn),單體電池在常溫下以不同電流密度啟動時,輸出電壓最高可達1.15V,隨著環(huán)境溫度的降低,電池電壓會出現(xiàn)不同程度的衰減,尤其在-5℃啟動過程中電池電壓衰減程度很大。
　　 低電流密度啟動時電池電壓較高,電池溫度穩(wěn)定上升,性能得到恢復,因此在低溫啟動時可以先加載低電流密度啟動,直至電池溫度上升,反應速