高温质子交换膜燃料电池电堆稳定性分析与优化

作者：姬峰; 郑博文; 罗若尹; 杜玮; 邓呈维^*; 杨声; 刘志强

来源：化工进展, 2022, 41(10): 5325-5331.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2558

• 高温质子交换膜燃料电池
• 衰减
• 耐久性测试
• 酸流失

高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)应用前景广阔,但是目前HT-PEMFC电堆寿命较短。为此,本文对一个百瓦级空冷HT-PEMFC电堆的稳定性进行了研究。恒电流测试结果发现电堆中间位置单电池电压的衰减速率是两端的5～10倍。XRD、TEM测试结果表明电堆不同位置单电池催化剂Pt粒径变化较小,而极板吸酸量滴定与欧姆极化损失分析结果表明中间位置单电池磷酸流失速率是两端的2～3倍,导致其内阻是两端的5～8倍,膜中磷酸的流失迁移至电极导致氧增益电压比两端增加41～102mV。综上,电堆中间位置单电池磷酸流失过快是导致电堆寿命缩短的主要原因,而电堆温度分布不均则是磷酸流失过快的主要原因。因此,若要提高电堆的寿命,关键要从电堆磷酸与热的管理方面进行优化。

• 单位
  中南大学; 上海空间电源研究所