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1 # dgktt3263
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2 # 新之助的同學
這個是一個質子交換膜燃料電池的執行溫度問題。
首先80℃是由質子交換膜控制的。在80℃時質子交換膜的質子傳導率最好。
溫度低於80℃時,會有更多的液態水凝結,淹沒電極,降低了反應面積,電池效能下降。而且溫度越低,反應的活性越大,反應速率就越低。
溫度高於80℃時,液態水大量蒸發,會導致膜內的水含量降低,而質子交換膜的質子傳導率強烈依賴於膜中的水含量,水含量越高膜內的質子傳導率越高。而且高溫會使得膜內出現區域性熱點,結構被破壞,這樣陰極和陽極之間就成為直接連通狀態,會出現爆炸情況,在實驗中是十分危險的。
綜合考慮,所以給出了一個最佳溫度80℃,這也是實驗中得到的真實情況。
另外,還有一種高溫質子交換膜,工作溫度在100-200℃,這是因為使用的膜為高溫質子交換膜,它的質子傳導率不依賴於水含量,而且有更高的熱效能。所以最佳工作溫度提升。而且高溫使得水全是水蒸氣狀態,避免了電池的水淹,有更好的水管理效能。同時,高溫使得進口燃料的一氧化碳含量降低,減小了由於一氧化碳導致的電極毒化。
好像跟材料有關,有的燃料電池可以達到90度,有相關文件最高95度的MEA,那個文件最高120度但好像是試驗才能達到的溫度。。。順便說一句剛剛說的是水冷的,120度怎麼達到的不知到,畢竟水都燒開了可能是其他種類的冷卻劑,空冷的燃料電池基本就是空氣溫度,溫度高的好處,電堆的單體電壓會變高,電效率會變高,功率密度更高之類的