17
4 实训平台实验研究 20
4。1 实训平台 20
4。2 实验要求及实验过程 22
4。3 实验数据与分析 24
4。3。1 电堆启动实验 24
4。3。2 变负载实验 25
4。3。3 电堆撤载实验 26
4。3。4 实验小结 27
5 总结与展望 28
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
1。1研究背景
随着现代文明经济的发展需要,人类的能源需求日益庞大,而伴随着这一需求的实际情况则是石油煤炭等化石能源的日益枯竭,这些能源的存量已然见底,在百年后各类能源将逐步使用殆尽。伴随着人类文明进步的同时,一起到来的是环境的严重污染,由于使用化石能源而排放出的各类污染气体正在侵蚀着地球环境。传统的化石能源存在着太多的不足之处,已经渐渐地难以跟上人类的需求与发展步伐,需要也必须要有新的更先进的能源来代替传统能源,只有这样才能维持人类文明的发展进程[1]。
在利用传统化石能源中的化学能时,一般都是将其燃烧释放出热能,然后经过热机过程将其转化为机械能或是电能 [2]。在这个过程当中,由于一些材料方面的限制和卡诺循环的影响,大量的能源并没有得到有效利用而被白白耗散,能源转化的效率很低,一般只有百分之三十左右;还有例如化石能源的污染问题毫无疑问也是一个重大缺陷。
最近的几十年中,人们一直没有停下寻找环保、可靠、高效的新能源的脚步,不断深化的经济全球化也大大地促进着能源的发展进程。参与积极合作组织的国家对能源的需求不会变化太多,但是这些国家对新能源的需求量会慢慢增加,相应的会减少对化石能源的需求量[3]。2011年3月,日本发生了福岛核电泄露的事故,导致了非常严重的损失,由于这一事件的影响,很多国家在考虑放弃核电,甚至部分国家已经取消了核电计划。这一系列的事件使得核能的关注度日益降低,大大刺激了化石能源市场,但同时也给新能源的发展带来了新的机遇。在各类可再生能源之中,太阳能因为某些因素的限制,并不能得到大规模的推广和使用,风电和水电也受到了地形和相关技术上的限制[5]。因此,氢能的发展和利用就受到了广泛的关注和研究,氢在宇宙中分布广泛,占据了75%的宇宙质量,只要解决氢气的提取问题,人类将真正得到取之不尽,用之不竭的环保新能源。
1。2 质子交换膜燃料电池的研究现状
1。3质子交换膜燃料电池的电堆建模
为了描述PEMFC的电特性关系以及电池内部的化学反应、粒子传递,研究者们提出了很多全面描述燃料电池的数学模型[20]:
1)从燃料电池的工作原理上来分:水管理模型、阴极分析模型、催化层电化学反应模型[20]。
2)从组成结构上分:电极、催化层、双极板等组件模型、单电池模型、电堆模型[20]。
3)从建模方法上分:实验模型、机理模型[20]。
4)从是否考虑时间变化上分:稳态模型、动态模型[20]。
5)从时空维数上分:零维模型(与空间无关,只与时间有关的集总参数模型)、一维、二维、三维模型(与时间空间都有关的分布参数模型,依空间维数不同分一二三维)[20]。 MATLAB燃料电池电特性建模及实验研究(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_99877.html