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燃料电池为什么选择纯氧?
纯氧试验是指燃料电池工作时,负极侧供给的燃料为氢气,正极侧供给的氧化剂为氧气。
燃料电池因其具有转换效率高、功率密度高、设备简单、排放无污染、工作温度低等众多优点,近年来,燃料电池在汽车、航空、发电厂等领域蓬勃发展。通常道路用质子交换膜燃料电池以氢气和空气作为供给气体,但当应用场景转为太空、深海等无氧、欠氧环境时,空气利用率低的问题将被暴露出来,此时在这种极端的应用场景中,供给气体替换为氧气可以极大地提高储存效率。
因此,纯氧试验项目成为了特殊应用场景下燃料电池测试的主要部分。
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燃料电池纯氧性能如何评价?
质子交换膜燃料电池氢氧测试的反应机理与氢空测试的反应机理一致:
但相同电流、相同测试计量比的前提下,其正极侧的供给流量不同:
正极供给侧使用氧气而非空气时,燃料电池在极化性能中的体现也不相同,氢氧反应相对于氢空反应,其性能会有一定提升,主要原因是:
①由于催化活性点的利用更加充分,活化过电压降低;
②由于没有氮气的影响,极限电流增加,高电流密度下的电压损失随之减少,即传质或浓度过电压损失降低。
纯氧极化试验前,需要使用纯氧对电堆进行吹扫,以置换堆内空气,完成吹扫后使用氢气和氧气在特定的条件下逐步加载电流,从而得到纯氧的极化曲线。
图1空气/氧气对燃料电池极化曲线的影响
纯氧燃料电池堆的应用除了极化测试之外,更应该