摘要：采用正交法设计实验,利用不同结构的流场组装的两台50kW质子交换膜燃料电池堆运行,探索各种电池运行因素(温度、相对湿度、反应气利用率等)对大功率燃料电池堆稳定运行的影响,获得较优的燃料电池运行条件;为大功率燃料电池发动机的稳定运行提供参考。

摘要：燃料电池的阴极反应的反应动力学速率非常慢,限制了燃料电池技术的发展。因此,寻找低成本、高活性的氧还原催化剂具有重要的意义。多元金属核壳团簇表现出优良的氧还原活性。在本文中,以原子个数为19、38、55和79的八面体团簇作催化剂模型,采用密度泛函理论(GGA-PBE-PAW)方法,研究了一系列不同尺寸核壳Ni_(m)@M_(n-m)(n=19,38,55,79;m=1,6,13,19;M=Pt,Pd,Cu,Au,Ag)团簇催化剂的活性规律。优化^(*)O、^(*)OH和^(*)OOH吸附中间体结构,计算了吸附自由能和反应吉布斯自由能,以超电势为催化活性的描述符,研究了单原子Pt嵌入Ni_(m)@A_(un-m)团簇的活性规律。结果表明,Ni_(6)@Pt_(1)Au_(31)具有最好的ORR活性,并且Ni_(1)@Pt_(1)Au_(17)、Ni_(6)@Pt_(1)Au_(31)、Ni_(13)@Pt_(1)Au_(41)、Ni_(19)@Pt_(1)Au_(5)表现出比Pt38团簇以及Pt(111)表面更高的催化活性。Bader电荷和态密度分析表面,核壳之间的电荷转移以及单原子Pt嵌入Ni_(m)@A_(un-m)表面,改变了吸附位的电子性质,降低了^(*)OH的吸附强度,提高了ORR活性。单原子Pt嵌入Ni_(m)@A_(un-m)表面可能是一种合适的多元金属核壳ORR催化剂设计策略。

摘要：质子交换膜燃料电池(PEMFC)的寿命是热点研究课题,提升PEMFC的寿命对于商业化燃料电池而言尤为重要。通过总结公开专利的内容,分别从基础材料、结构设计、控制策略及操作方法、监测手段四个方面介绍了提升PEMFC的寿命的策略。