质子交换膜燃料电池(PEMFC)论文：趋肤效应对燃料电池催化剂影响的研究.docVIP

质子交换膜燃料电池(PEMFC)论文：趋肤效应对燃料电池催化剂影响的研究 【中文摘要】目前质子交换膜燃料电池(PEMFC)在运行工程会遇到大量的动态工况,特别是在作为车载发动机时,将面临着66%-80%的动态工况。质子交换膜燃料电池的动态输出会导致电池内部动态电流的产生。本论文对质子交换膜燃料电池在动态时的输出电流波形进行分析,将电池的输出电流简化为矩形波形和正弦波形电流。对电池双极板石墨材料和不锈钢材料通入正弦波形电流,利用电磁法测试出双极板材料内的磁感应强度,然后利用数学计算方法计算出双极板材料内的电流密度。为了解趋肤效应对燃料电池催化剂层的影响,本文将催化剂层放置在产生趋肤效应的不锈钢材料内进行测试,并对经过测试的催化剂层不同位置催化剂进行电化学性能测试和TEM表征。实验结果及主要结论如下：(1)质子交换膜燃料电池在动态工况中会产生矩形和正弦型的动态电流。石墨材料和不锈钢材料在动态正弦波电流作用下会出现电流密度分布不均,电流密度分布不均的情况与测试材料的材质和电流的频率相关。材质导电率越高,电流频率越大,电流密度分布越不均匀。通过对比测试材料内实验和趋肤效应下理论的电流密度分布得出,质子交换膜燃料电池在动态工况中产生的动态电流会引起电池内部趋肤效应的产生。质子交换膜燃料电... 【英文摘要】Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) will meet dynamic in operation at present, it will face 66%-80%of the dynamic situation when it as a car engine. The dynamic of PEMFC will cause the output of battery present dynamic current. This paper analysis the output current waveform of PEMFC, and simplified the output current waveform as sine wave. Then test the major structural materials of PEMFC (stainless steel material and graphite materials) into sine wave current, using electromagnetic method and mathe... 【关键词】质子交换膜燃料电池(PEMFC) 趋肤效应 电流密度分布 催化剂 【英文关键词】PEMFC skin-effect current density distribution catalyst 【目录】趋肤效应对燃料电池催化剂影响的研究 摘要 4-5 Abstract 5 第1章 引言 8-24 1.1 燃料电池 8-10 1.2 质子交换膜燃料电池 10-17 1.2.1 质子交换膜燃料电池的技术进展 11-12 1.2.2 质子交换膜燃料电池的结构 12-14 1.2.3 质子交换膜燃料电池工作原理 14 1.2.4 质子交换膜燃料电池电流密度分布 14-15 1.2.5 质子交换膜燃料电池动态 15-16 1.2.6 趋肤效应 16-17 1.3 文献综述 17-23 1.3.1 质子交换膜燃料电池电流密度分布 17-19 1.3.2 质子交换膜燃料电池耐久性的研究 19-20 1.3.3 质子交换膜燃料电池动态研究 20-22 1.3.4 趋肤效应的研究 22-23 1.4 本文工作 23-24 第2章 质子交换膜燃料电池内趋肤效应的理论分析 24-29 2.1 质子交换膜燃料电池动态电流分析 24-26 2.1.1 燃料电池系统 24-25 2.1.2 燃料电池系统电流输出特性 25-26 2.2 趋肤效应理论分析 26-27 2.2.1 趋肤效应原理 26-27 2.2.2 趋肤效应下电流密度分布 27 2.3 本章小结 27-29 第3章 实验部分 29-51 3.1 电流密度分布与测试 29-41 3.1.1 实验仪器和测试方法 29-31 3.1.2 测试材料内磁感应强度测试与分布 31-34 3.1.3 趋肤效应下的理论电流密度分布 34-35 3.1.4 测试材料内电流密度分布 35-41 3.1.5 本节小结 41 3.2 趋肤效应对催化剂电极的影响 41-51 3.2.1 实验仪器和测试方法 42-43 3.2.2 趋肤效应下电流密度的分布 43-45 3.2.3 测试材料的外观特征 45-46 3.2.4 催化剂电极表征 46-49 3.2.5 本节小结 49-51 第4章 主要结论及展