Металлическая пена - топливный элемент для улучшения характеристик холодного пуска

Коммерциализированныйметаллическая пенав настоящее время являются хорошей потенциальной альтернативой обычным направляющим для топливных элементов благодаря своей пористой микроструктуре, высокой пористости и хорошим механическим свойствамВкал сила.
Во-первых, были проанализированы характеристики поляризации батареи в нормальных рабочих условиях при комнатной температуре. Учитывая, что катод является основным электродом, который ограничивает производительность батареи, для анода обеих отдельных ячеек используются обычные параллельные пути потока, а для катода с новым никель-металлическимМылополе потока, соответственно.
Чтобы более отчетливо отразить различия в потоке и производительности в двух полях потока, исследование использовало тонкое поле потока ячейки размером 1,5 см × 20 см (все газы текли вдоль длинной стороны), что несколько теряло исходную производительность ячейки, и, следовательно, производительность поляризации ячейки была невысокой. Кроме того, для обеих ячеек в тесте использовался тот же МЭА (Nafion-112). Из-за большей кривизны крошечного канала потока в поле потока пенопласта падение давления на обоих концах выше по сравнению с простым длинным прямым каналом потока в обычном поле потока, что улучшает подачу газа на катод, рабочее давление и скорость электрохимической реакции, и в то же время ему необходимо потреблять больше мощности двигателя сжатого газа в определенной степени и увеличивать потери накачки. Максимальная плотность мощности выше для ячеек сметаллическая пенаполя потока, в то время как при низких токах плотность мощности немного ниже, чем у обычных ячеек с полем потока. В целом, преимущества использования поля потока металлической пены по-прежнему значительны. В долгосрочной перспективе, из-за более равномерного потока газа и жидкой воды в поле потока пенного металла, в практических приложениях может использоваться более короткое поле потока или использование катодной и анодной вертикальной перекрестной подачи (анодный газ течет вдоль длинной стороны традиционного канала потока, катодный газ течет вдоль короткой стороны поля потока пены), что дополнительно снижает потери накачки, вызванные падением давления на входе и выходе катода, и, таким образом, как ожидается, реализует повышение производительности батареи и даже поддерживает сопоставимую или даже более высокую плотность мощности, чем традиционный канал потока, что может быть достигнуто в долгосрочной перспективе. Таким образом, ожидается, что будет реализовано повышение производительности ячейки при сохранении потерь накачки, сопоставимых или даже более низких, чем у традиционного канала потока.
С другой стороны, для решения проблемы условий пуска при отрицательных температурах мы всесторонне сравниваем динамические пусковые характеристики топливных элементов с полем потока пенопласта и обычным параллельным каналом потока на катоде в режимах постоянного тока и постоянного напряжения соответственно.
С другой стороны, для популярных условий пуска при отрицательных температурах мы всесторонне сравниваем динамические пусковые характеристики топливных элементов с полем потока пенопласта и обычным параллельным каналом потока на катоде в режимах постоянного тока и постоянного напряжения соответственно.
Поле потока пенопласта демонстрирует превосходные преимущества, обеспечивая стабильную производительность ячейки во время запуска и успешный запуск, в то время как, напротив, традиционная ячейка с параллельными каналами потока, с более низким и нестабильным выходным напряжением ячейки во время работы, в определенной степени улучшает скорость выработки тепла и скорость повышения температуры, но из-за меньшего количества каналов потока вероятность обледенения и засорения линейно возрастает (в зависимости от количества каналов потока), что приводит к колебаниям выходных характеристик ячейки. Однако вероятность засорения льдом линейно возрастает (в зависимости от количества каналов потока), что приводит к колебаниям выходных характеристик ячейки и повышению вероятности отказа при запуске.
Подводя итог, можно сказать, что превосходная пористая структура топливного элемента спенопластовый металлПоле потока имеет существенные преимущества по сравнению с ячейкой с традиционным проточным каналом типа «траншея-гребень» как при работе при комнатной температуре, так и при динамических условиях запуска при отрицательных температурах.
Максимальная плотность мощности и предельная плотность токаАккумуляторпри комнатной температуре увеличиваются примерно на 25%;
В условиях пуска при отрицательных температурах производительность аккумуляторов с полем потока пенопласта более плавная во время пуска, а способность к самозапуску при низких температурах значительно улучшается.
Кроме того, использование более оптимизированных методов обработки материалов из вспененного металла, таких как золочение для повышения проводимости, более подходящие методы обработки для повышения гидрофобности и коррозионной стойкости, а также использованиевспененные материалыОжидается, что более оптимизированные размеры пор, пористость и коэффициенты сжатия еще больше улучшат эксплуатационные характеристики топливного элемента и увеличат долговечность цикла холодного запуска.