基于EIS的质子交换膜燃料电池输出性能优化

作     者：姚赵祎 莫荣佳 蒋栋 郝慧敏 武志斐 YAO Zhaoyi;MO Rongjia;JIANG Dong;HAO Huimin;WU Zhifei

作者机构：太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 

出 版 物：《科技和产业》 (Science Technology and Industry)

年 卷 期：2023年第23卷第18期

页      面：168-176页

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：山西省重点研发计划(202102110401020) 

主　　题：质子交换膜燃料电池 温度 湿度 内阻 等效电路 电化学交流阻抗谱 

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。