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化学进展 2005, Vol. 17 Issue (03): 544-548 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

质子交换膜燃料电池及电池组模型分析*

才英华;胡军;衣宝廉**;张华民   

  1. 中国科学院大连化学物理研究所 燃料电池工程中心 大连 116023
  • 收稿日期:2004-03-01 修回日期:2004-07-01 出版日期:2005-05-24 发布日期:2005-05-24
  • 通讯作者: 衣宝廉

Analysis of Different Types of Model for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Stacks

Cai Yinghua;Hu Jun;Yi Baolian**;Zhang Huamin   

  1. Fuel Cell R&D Center, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences,Dalian 116023,China
  • Received:2004-03-01 Revised:2004-07-01 Online:2005-05-24 Published:2005-05-24
  • Contact: Yi Baolian
本文对现有质子交换膜燃料电池以及电池组模型进行比较分析,认为数学模型的建立,可以增加对燃料电池及电池组内部的传递现象和反应机理的认识,同时可以预测电池以及电池组的性能,并且对优化电池结构参数具有指导意义.模型分析包括了现阶段质子交换膜燃料电池单电池模型和电池组模型的基本类别,它们是单电池CFD数值模拟模型、单电池以及电池组性能模拟模型、燃料电池组气体分配模型、系统模型和非稳态模型.比较了几种模型的建模方式及不同模型的应用范围和各自的优缺点.
Different types of mathematical model for proton exchange membrane fuel cells and fuel cell stacks have been analysed. Developing models can help us to understand the transfer and reaction phenomena occurring in fuel cells and fuel cell stacks, predict fuel cells performance and optimize operating and structure parameters of fuel cell system. The model types are as follows: (l) Computational fluid dynamics models for single fuel cell; (2) Models described the relationship between voltages and current densities for both single cell and stacks; (3) Models described gas distribution in fuel cell stacks; (4) Models described fuel cell systems; and (5) Transient models.

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[ 1 ] Hontanon E , Escudero M J , Bautista C , et al . J . Power Sources ,2000 , 86 (3) : 363 —368
[ 2 ] Wang Z H , Wang C Y. J . Power Sources , 2001 , 94 (1) : 40 —50
[ 3 ] Dutta S , Shimpalee S , van Zee J W. International Journal of Heat and Mass Transfer , 2001 , 44 (6) : 2029 —2042
[ 4 ] Liu H T, Zhou T H. Proceedings of the 2nd International Conference on Computational Heat and Mass Transfer. Brazil ,2001
[ 5 ] Liu H T. Proceedings of Annual National Laboratory R&D Meeting , DOE Fuel Cells for Transportation Program. Denver ,2002
[ 6 ] Kudriavtsev V , Das R. Proceedings of Canadian Section and Pacific Northwest Section of Electrochemical Society Conference.Vancouver , 2002
[ 7 ] KimJ , Lee S. J . Electrochem. Soc. , 1995 , 142 (8) : 2670 —2674
[ 8 ] Lee J H , Lalk T R. J . Power Sources , 1998 , 70 (2) : 258 —268
[ 9 ] Squadrito G, Maggio G. J . Applied Electrochemistry , 1999 , 29(12) : 1449 —1455
[10] Amphlett J C , Baumert R M. J . Electrochem. Soc. , 1995 , 142(1) : 1 —8
[11] Amphlett J C , Baumert R M. J . Electrochem. Soc. , 1995 , 142(1) : 9 —15
[12] Mann R F , Amphlett J C. J . Power Sources , 2000 , 86 ( 3) :173 —180
[13] Boersma R J , Sames N M. J . Power Sources , 1996 , 63 (12) :215 —219
[14] Boersma R J , Sames N M. J . Power Sources , 1997 , 66 ( 5) :41 —45
[15] Thirumalai D , White R. J . Electrochem. Soc. , 1997 , 144 (5) :1717 —1723
[16] Nguyen T, White R. J . Electrochem. Soc. , 1993 , 140 ( 8) :2178 —2186
[17] Springer T E , Zawodzinski T A. J . Electrochem. Soc. , 1991 ,138 (8) : 2334 —2342
[18] Lee J H , Lalk T R. J . Power Sources , 1998 , 73 (5) : 229 —241
[19] Amphlett J C , Mann R F , Peppley B A , et al . J . Power Sources ,1996 , 61 (7/8) : 183 —188
[20] De Francesco M, Arano E. J . Power Sources , 2002 , 108 (6) :41 —52

[1] 余抒阳, 罗文雷, 解晶莹, 毛亚, 徐超. 锂离子电池释热机理与模型及安全改性技术研究综述[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 620-642.
[2] 朱月香, 赵伟悦, 李朝忠, 廖世军. Pt基金属间化合物及其在质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(6): 1337-1347.
[3] 刘洋洋, 赵子刚, 孙浩, 孟祥辉, 邵光杰, 王振波. 后处理技术提升燃料电池催化剂稳定性[J]. 化学进展, 2022, 34(4): 973-982.
[4] 曹祥康, 孙晓光, 蔡光义, 董泽华. 耐久型超疏水表面:理论模型、制备策略和评价方法[J]. 化学进展, 2021, 33(9): 1525-1537.
[5] 黄振宇, 涂正凯. 质子交换膜燃料电池电流密度分布特性和研究展望[J]. 化学进展, 2020, 32(7): 943-949.
[6] 叶跃坤, 池滨, 江世杰, 廖世军. 质子交换膜燃料电池膜电极耐久性的提升[J]. 化学进展, 2019, 31(12): 1637-1652.
[7] 张进, 蔡文生, 邵学广. 近红外光谱模型转移新算法[J]. 化学进展, 2017, 29(8): 902-910.
[8] 尹晓尧, 李非, 伯晓晨, 骆志刚, 左小磊. 化学中的计算——DNA计算的发展与模型概述[J]. 化学进展, 2017, 29(11): 1297-1315.
[9] 邓南平, 马晓敏, 阮艳莉, 王晓清, 康卫民, 程博闻. 锂硫电池系统研究与展望[J]. 化学进展, 2016, 28(9): 1435-1454.
[10] 覃成鹏, 杨宁. 多相分散体系中气泡/液滴聚并和破碎的群平衡模拟[J]. 化学进展, 2016, 28(8): 1207-1223.
[11] 田志美, 刘汪丹, 程龙玖. 硫醇保护金团簇的实验和理论研究现状[J]. 化学进展, 2015, 27(12): 1743-1753.
[12] 刘锋, 王诚, 张剑波, 兰爱东, 李建秋, 欧阳明高. 质子交换膜燃料电池有序化膜电极[J]. 化学进展, 2014, 26(11): 1763-1771.
[13] 雷东升, 童慧敏, 张磊, 张星, 张胜利, 任罡. 胆固醇酯转移蛋白在胆固醇酯转移中的结构与功能[J]. 化学进展, 2014, 26(05): 879-888.
[14] Barbara K. Dunn. 乳腺癌预防的三期临床试验:雌激素靶向药物,选择性雌激素受体调控剂和芳香酶抑制剂[J]. 化学进展, 2013, 25(09): 1429-1449.
[15] 王嫣, 尤明. 增生平用于口腔癌化学预防[J]. 化学进展, 2013, 25(09): 1594-1600.