Метална пена - Подобрување на перформансите на ладен старт на горивни ќелии

Комерцијализиранметални пениво моментов се добра потенцијална алтернатива на конвенционалните тркачи за горивни ќелии поради нивната порозна микроструктура, висока порозност и добра механичка сила.
Прво, беа анализирани перформансите на поларизација на батеријата при нормални работни услови на собна температура. Имајќи предвид дека катодата е главната електрода што ја ограничува работата на батеријата, конвенционалните патеки на паралелен проток се користат за анодата на двете единечни ќелии, а конвенционалните паралелни патеки на проток се користат за катодата со ново поле на проток на никел-метална пена, соодветно.
За појасно да ги одрази разликите во протокот и разликите во перформансите во двете полиња на проток, студијата користеше тенко поле за проток на ќелија со големина од 1,5 cm × 20 cm (сите гасови течеа по долгата страна), што донекаде ја изгуби оригиналната ќелија перформанси, и затоа, перформансите на поларизација на клетките не беа високи. Дополнително, истата МЕА (Nafion-112) беше користена за двете клетки во тестот. Поради поголемата закривеност на малиот проточен канал во полето за проток на пена метал, падот на притисокот на двата краја е поголем во споредба со едноставниот долг директно канал за проток во конвенционалното поле на проток, што го подобрува снабдувањето со гас до катодата, оперативниот притисокот и брзината на електрохемиската реакција, а во исто време треба да троши поголема моќност на гасниот мотор под притисок до одреден степен и ја зголемува загубата на пумпање. Максималната густина на моќноста е поголема за ќелиите сометална пенапроточни полиња, додека при мали струи, густината на моќноста е малку помала од онаа на конвенционалните ќелии на полето на проток. Севкупно, предностите од користењето поле за проток на метална пена се сè уште значајни. На долг рок, поради порамномерниот проток на гас и течна вода во полето за проток на метал од пена, полето на пократок проток може да се користи во практични апликации или употребата на вертикално вкрстено снабдување со катода и анодна (аноден гас тече долж долгата страна на традиционалниот проточен канал, катодниот гас тече по кратката страна на полето за проток на пена), што дополнително ја намалува загубата на пумпање предизвикана од падот на притисокот на влезот и излезот на катодата, а со тоа се очекува да се реализира подобрувањето на перформансите на батеријата, па дури и да се одржи споредлива, па дури и поголема густина на моќност од традиционалниот канал на проток, што може да се постигне на долг рок. Затоа, се очекува да се реализира подобрувањето на перформансите на ќелијата додека се одржува загубата на пумпање споредлива или дури помала од онаа на традиционалниот канал на проток.
Од друга страна, за да одговориме на загриженоста за условите за стартување под нулата, ние сеопфатно ги споредуваме динамичните стартни перформанси на горивни ќелии со полето на проток на метал од пена и конвенционалниот паралелен канал на проток на катодата при режими на постојана струја и постојан напон, соодветно.
Од друга страна, за популарната состојба на стартување под нулата, ние сеопфатно ги споредуваме динамичните стартни перформанси на горивните ќелии со полето на проток на метал од пена и конвенционалниот паралелен канал на проток на катодата при режими на постојана струја и постојан напон, соодветно.
Полето на проток на пена-метал покажува одлични предности, со стабилни перформанси на ќелиите при стартување и успешно стартување, додека напротив, конвенционалната канална ќелија со паралелен проток, со помал и нестабилен излезен напон на ќелијата за време на работата, ја подобрува стапката на производство на топлина и температурата стапката на пораст до одреден степен, но поради помалку канали на проток, можноста за замрзнување и затнување се зголемува линеарно (во зависност од бројот на канали на проток), што доведува до флуктуирачки перформанси на излезот на ќелијата Сепак, веројатноста за затнување на мразот се зголемува линеарно (во зависност од бројот на канали за проток), што резултира со флуктуирачки перформанси на излезот на ќелијата и зголемена веројатност за неуспех во стартувањето.
Накратко, одличната порозна структура на горивната ќелија сопена металполето на проток има значителни предности во однос на ќелијата со традиционален проточен канал „ров-гребен“ и при работа со собна температура и под динамични услови за стартување под нулата.
Максималната густина на моќноста и густината на крајната струја на батеријата на собна температура се зголемени за околу 25%;
Во услови на стартување под нулата, перформансите на батериите со поле за проток на метал од пена се помазни за време на стартувањето, а способноста за само-палење при ниска температура е значително подобрена.
Дополнително, употребата на пооптимизирани третмани за материјали од пена метал, како што е позлатеното обложување за подобрување на спроводливоста, посоодветни третмани за хидрофобност и отпорност на корозија и употреба напена материјалисо повеќе оптимизирани големини на порите, порозност и сооднос на компресија, се очекува дополнително да ги зајакне оперативните перформанси на горивната ќелија и да ја подобри издржливоста на циклусот на ладно стартување.