基于EIS的质子交换膜燃料电池输出性能优化

摘要

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)输出性能的影响是多方面的,极化曲线仅能反映燃料电池稳态外输出特性,不能充分反映具体影响因素及规律,因此需研究其内部物理参数的动态变化。通过建立电堆内阻和交流阻抗特性模型,利用电化学交流阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy, EIS)分析不同温度和湿度下燃料电池的内阻动态特性。结果表明,在333~353 K温度范围内,随着温度的增加,燃料电池的内阻减小;当温度不变时,相对湿度的增加能减小电堆内阻,燃料电池输出性能增强。最后,基于15 kW燃料电池测试平台进行性能试验,验证了燃料电池动态特性分析的正确性,为进一步优化PEMFC输出性能提供理论支持。