燃料电池系统氢气利用率的试验研究

摘要

为了提高燃料电池系统全工况下的氢气利用率,以空冷型开放式燃料电池系统为实验对象进行了研究。实验结果显示:燃料电池系统运行时,如果阳极出口闭死,电流越高,电压衰减越快。因此,阳极出口须定时排气,以保证燃料电池系统稳定运行。改变阳极进气气压,进气气压越高,系统氢气利用率越低。为了提高氢气利用率,同时保证燃料电池系统稳定运行,低电流放电时,排氢间隔可以适当延长,高电流放电时候,排氢间隔须缩短。全工况下采用统一的排氢间隔(10 s),燃料电池系统放电电流依次为2 A、5 A及8 A的氢气利用率分别为0.6421、0.9280及0.9746;优化排氢模式,采用变化的排氢间隔,低电流2 A时排氢间隔延长到30 s,5A时排氢间隔延长到20 s,高电流时的排氢间隔不变,全工况下系统氢气利用率均超过了0.95。在实验研究的时间段内(约1 h),两种排氢模式的实际耗氢量分别为0.1241 g、0.1317 g,优化排氢模式后的实际耗氢量节约了约5.77%。