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燃料电池电堆物理量及参数
双击自动滚屏 发布者:zq1229 发布时间:2020/10/12 10:14:03 阅读:32次 【字体:
 

燃料电池电堆物理量及参数

关键词:燃料电池、质量比功率、体积比功率、净功率、电压效率、电效率、理论电效率、功率密度

描述:燃料电池通过氧与氢结合成水的简单电化学反应而发电。都含有二个电极,一个负阳极和一个正阴极。这二个电极被一个位于这它们之间的、携带有充电电荷的固态或液态电解质分开。在电极上,催化剂,例如白金,常用来加速电化学反应。
  

额定功率
质量比功率
Mass specific
power
电堆或燃料电池发电系统额定功能和其质量的比值

体积比功率
Volumetric 
specific power
电堆或燃料电池发电系统额定功能和其体积的比值


额定功率
Rated power
制造厂规定的燃料电池堆在特定工况条件下能持续工作的功率
净功率
Netoutput power
燃料电池堆输出功率减去辅助系统消耗的功率后所剩的功率
电压效率
Voltage effciency
单电池或电堆输出的直流电压与在该运行条件下其理论电压(即热力学平衡电压)的百分比
电效率
Electrical effiencey
燃料电池堆或发电系统的净电功率和向燃料电池堆或发电系统提供的总焓流的百分比
理论电效率
Theoretical
electrical efficiency
一个反应的吉布斯自由能和其热焓的百分比

功率密度
Power density
单电池单位面积的功率(W/cm2)

极化曲线
Polarization curve
燃料电池阴、阳极电位或两者的电位差随电流或电流密度变化的曲线
极化
Polarization
由于电流流过电极界面引起的电极电势偏离其热力学电势的现象
透氢
Hydrogen crossover
氢气通过扩散从阳极穿过质子交换膜迁移到阴极的现象
窜气
Internal gas
leakage
气体在燃料腔、氧化剂腔或冷却液腔之间发生的相互泄漏
气体泄漏
External 
gas leakage
除有意排出的气体之外,产生气体漏出燃料电池的现象
增湿
Humidification
通过燃料和/或氧化剂反应气体,向燃料电池内部引入水的过程
逆向流动
Counter-flow
(如在热交换器或燃料电池中)两路流体以相反的方向平行流过一个装置的相邻且互相隔离的流体空间
燃料
Fuel
能够在阳极被氧化产生自由电子的物质
氧化剂
Oxidant    
能够在阴极得到电子被还原的物质
洁净反应气
Clean gaseous
reactant
不含气体污染物或其含量低到不会对燃料电池性能和寿命带来任何影响的反应气
污染物
Contaminant
存在于反应气或(除水以外的)电解质中,以很低的浓度便可对电极的氢氧化或氧还原催化活性或电解质的质子传导能力造成影响,进而影响电池性能或寿命的物质
极板
Polar plate
电池堆中隔离单电池、引导流体流动、传导电子的导电板
单极板
Monopolar plate
仅一侧含有反应物(燃料或氧化剂)供应、分布和生成物排出的流场(也可能包含传热介质流场)的极板
双极板
Bipolar plate
两侧均含有反应物(一侧为燃料,另-侧为氧化剂)供应、分布和生成物排出的流场(也可能包含传热介质流场)的极板
端板
End plate
位于燃料电池电流流动方向的两端,用于给叠放在一起的电池传送所需的压紧力
集流板
Current collector
电堆内收集并向外导出电流的导电板
流场
Flow field
为反应物、反应产物或冷却介质的进出及(合理)分布,而在极板上加工的各种形状的流道的组合
电堆接线端子
Stack wiring
lead
燃料电池堆向外供应电力的输出接线端,也称为电堆电端
歧管    
Manifold
为燃料电池或电池堆输送流体或从中收集流体并排出的管道
单电池①
Single cell/unit
cell
燃料电池的基本单元,由一组膜电极组件及相应的单极板或双极板组成
燃料电池
Fuel cell
将外部供应的燃料或氧化剂的化学能直接转化为电能(直流电)及生成热和反应产物的电化学装置
质子交换膜燃料电池
Proton exchange
membrane fuel cell
用质子交换膜做电解质的燃料电池
电堆/燃料电池堆
Stack/fuel
cell stack
由两个或多个单电池和其他必要结构件组成的、具有统一电输出的组合体②
短堆
Short stack
具有额定功率电堆的结构特征,但其中单电池数量显著小于按额定功率设计的电堆中单电池数量的电堆
燃料电池模块
Fuel cell
module
一个或多个燃料电池堆和其他主要及适当的附加部件构成的集成体
组装
Stacking
以串联的方式将单电池彼此相邻放置而形成燃料电池堆的过程
单电池或电池堆寿命
Single cell or
stack lifetime
燃料电池在一个基准运行电流下,从活化完毕后首次起动运行开始,到其电压降至低于规定的最低可接受电压时的累计运行时间③
①通常,处于电堆中的某节单电池称为unit cell,具有独立结构的一个单电池称为single cell。 
②必要结构件包括: 极板、集流体、端板、密封件等。
③最低可接受电压值应考虑到具体的使用情形,由参与各方协议确定,通常为电压衰减定比例(10%)计算得到。

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