质子交换膜燃料电池加湿技术及其运用时相关影响因素的考虑
空调系统的加湿技术,是PEMFC加湿方式的主流。此外还有其他的加湿方法。下面是两种流行的加湿方法。
1、将液态水直接注入到燃料电池中,听起来不是一个好的方法。一般地,这样会导致淹没电极,使电池停止工作。但这种技术是借助于双极板的流场型设计,既实现燃料电池的加湿,又不影响电池的性能。加湿水注人流场型双极板的气体通道,增压反应气体夹带着水通过整个电极。研究者用这种方法得到了良好结果,但该方法的能量消耗以及长期运行对电极和燃料电池性能的影响还不清楚。
2、自加湿方法的要点是对电解质进行修饰,使其不仅能保持水分,而且能产生水。在电解质中浸渍吸水性材料,使电解质保持水分的能力提高。同时,Pt纳米颗粒也浸渍在极薄的电解质中。当少量氢、氧从两极向电解质中渗透扩散时,由于Pt的催化作用,氢和氧反应生成水。该过程显然消耗氢气,增加内部电流,但是,电解质性能的提高足可弥补这部分寄生燃料损耗。
实践中采用的加湿方法和加湿的程度,受多方面因素的影响,包括系统的规模、工作压力、燃料来源等,在提高性能和简化设计之间找到平衡点。