PDF《直接甲醇燃料电池测试系统的搭建与调试》

・ 实验技术・直接甲醇燃料电池测试系统的搭建与调试

3 33 孔佳333 , 叶芳,贾杰林 , 郭航 , 马重芳 (北京工业大学环境与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室 , 北京 100022) 摘要 : 为了系统研究直接甲醇燃料电池的电性能 , 以及电池的传热传质现象、气液两相流规律 , 设计并搭建了用于测试液 态进料直接甲醇燃料电池的实验系统.

文中简要介绍整个实验系统 , 并详尽给出实验系统的调试方法.整个实验系统可根 据要求调整工况 , 可配合可视化系统对不同工况下直接甲醇燃料电池的气液两相流进行研究. 关键词:直接甲醇燃料电池 ;

实验系统 ;

两相流 中图分类号 : T M911 文献标识码 : B 文章编号 :

1672 -

4550 (2007)

03 -

0004 -

03 Building and Debuggi ng of the Testi ng System for D irectM ethanol Fuel Cells KONG Jia, YE Fang, J I A Jie2lin, GUO Hang, MA Chong2fang ( The Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation of State Education Commossion , College of Environmental and Energy Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100022, China) Abstract: In order to study the electrical performance, the heat and mass transfer, the gas - liquid two - phase flow in direct metha2 nol fuel cells, an experimental system of liquid feed directmethanol fuel cells is designed and built . A brief introduction of the experi2 mental system is presented in this paper and a description of the debugging methods of the system is given in great detail . In this sys2 tem, operating conditions can be adjusted according to experi mental plans, and gas - liquid two - phase flow phenomenon in direct methanol fuel cells under different operating conditions can be actually studied with the aid of visualization system. Key words: direct methanol fuel cell;

experi mental system;

two - phase flow

1 引言燃料电池是一种没有燃烧过程的高效低污染发 电装置.与传统意义上的电池不同的是 , 燃料电池 直接将储存在燃料与氧化剂中的化学能通过电化学 方式转化为电能.迄今为止 , 已开发出多种类型的 燃料电池 , 如碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、质 子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、熔融碳酸 盐燃料电池和固体氧化物燃料电池等. 直接甲醇燃料电池 (D irect Methanol Fuel Cell, DMFC)具有燃料来源丰富、水溶液易于携带储存 , 系统结构简单 , 体积能量密度高 , 启动时间短 , 运 行可靠性高等优点.因此 , 它特别适合于作为各种 移动式或便携式电源使用. 对于直接甲醇燃料电池来说 , 如何保证其电化 学反应产物 CO2气体快速高效地排出电池内部 , 使 甲醇溶液能够连续均匀的供给催化剂层 , 对于提高 整个直接甲醇燃料电池整体性能显得至关重要.而 要做到这一点 , 就需要对直接甲醇燃料电池阳极内 部两相流过程开展深入的研究 , 借助实验手段进行 分析 , 以此探索出直接甲醇燃料电池内部气液管理 的有效方法.为此 , 本实验室设计并搭建并调试了 直接甲醇燃料电池测试系统.

2 实验系统 实验系统见图

1 [

2 ] , 它由阳极供液及排放系 统、阴极供气及排放系统、外电路负载系统等组 成. ・

4 ・ 实验科学与技术2007年 6月

3 3

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3 3 收稿日期 :

2007 -

01 -

16 基金项目 : 国家自然科学基金重点项目先进质子交换膜燃料电池热物理关键问题研究 (50236010) , 国家自然科学基金 面上项目微重力环境中质子交换膜燃料电池的热物理问题研究 (50406010) , 北京市属市管高等学校人才强 教计划资助项目. 作者简介 : 孔佳(1985 - ) ,男,硕士研究生 , 专业方向为燃料电池.