Kesan pelembapan dan pemanasan sel ke atas kestabilan operasi sel bahan api membran elektrolit polimer

Kesan pelembapan dan pemanasan sel ke atas kestabilan operasi sel bahan api membran elektrolit polimer

Pengkomersilan bagi Sel bahan api PEM dihalang oleh beberapa faktor, termasuk penyimpanan hidrogen, pengurusan air dan haba, keracunan pemangkin, kakisan dalam pengumpul arus tembaga antara faktor, isu pengurusan air terutamanya timbul akibat penjanaan air (iaitu, banjir) akibat elektrokimia. tindak balas, yang membawa kepada perlambatan kadar tindak balas elektrokimia, mengakibatkan penurunan dalam pengeluaran dengan berkesan. Oleh itu, isu pengurusan air bagi sel bahan api PEM juga harus dikaji secara terperinci, dan penyelesaian harus dicari untuk pengkomersilan yang lebih baik bagi teknologi sel bahan api PEM, Kaedah seperti pembersihan air terkumpul di bahagian anod semasa operasi sel bahan api PEM boleh membantu dalam pengurusan air dan mengekalkan operasi mantap sel pelbagai faktor lain, termasuk suhu operasi, tekanan, dan pelembapan aliran gas, diketahui mempunyai kesan yang ketara ke atas prestasi sel bahan api PEM. Memahami kesan faktor ini terhadap operasi sel bahan api adalah penting untuk meningkatkan prestasi sel bahan api PEM. Suhu operasi sel secara mendadak memberi kesan kepada kecekapan elektrik dan haba serta prestasi sel bahan api PEM, menggambarkan secara eksperimen bagaimana suhu sel kendalian mempengaruhi lengkung polarisasi apabila bahan tindak balas gas masuk dipanaskan hingga 75°C, 80°C, 85 °C, dan 90°C. Didapati bahawa untuk ketumpatan arus sederhana hingga tinggi, prestasi sel bahan api meningkat dengan ketara dengan peningkatan suhu sel.

Mereka mendapati bahawa masa kitaran titisan menurun secara drastik daripada 14 s kepada 0.5 s apabila suhu sel meningkat daripada 25°C kepada 75°C. Dan mendapati bahawa menaikkan suhu operasi daripada 120°C kepada 200°C meningkatkan kecekapan sel bahan api; namun begitu, suhu operasi optimum didakwa berada dalam julat 160°C -180°C untuk mendapatkan ketumpatan kuasa tinggi dan kos penyelenggaraan yang lebih rendah.

Adalah diketahui umum bahawa prestasi sel bahan api PEM akan dipengaruhi dengan ketara oleh pelembapan pada bahagian katod dan anod kerana ia mengawal keseimbangan air dalam sel. Untuk meningkatkan keseimbangan air dalam sel, air yang dijana dalam sel semasa operasinya digunakan untuk penghidratan reaktan, dan ia dianggap sebagai pelembapan diri. Pelembapan diri mengurangkan keperluan menyediakan sistem pelembapan luaran. Oleh itu, berat serta kos sistem sel bahan api PEM, boleh dikurangkan dengan banyaknya. Banyak kerja penyelidikan telah ditumpukan pada eksperimen dan membangunkan model untuk memahami kesan pelembapan diri terhadap prestasi sel bahan api PEM. Memeriksa pengagihan air dalam sel di bawah operasi gas kering dengan mengukur kuantiti air pada bahagian anod dan katod dan mengesahkan bahawa di bawah pelbagai keadaan operasi, resapan balik air ke anod adalah mekanisme utama untuk menguruskan air. dalam sel bahan api PEM yang dilembapkan sendiri.