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质子交换膜燃料维谛畜电池的结构-维谛精密空调维谛UPS电源

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维谛精密空调维谛UPS电源 2021-03-13

内容提要：质子交换膜燃料维谛畜电池的结构

质子交换膜燃料维谛蓄电池以氢气为燃料，能量转化率高，燃料经济性好，而且没有任何污染物排放，已被世界公认为能源问题的终极解决方案。质子交换膜燃料维谛电池系统按冷却方式分可分为空冷和水冷，按工作压力分可分为低压和高压，按工作温度分可分为高温和低温。各种燃料维谛蓄电池系统的结构基本相同，均包括电堆、供空子系统、供氢子系统、控制系统等辅助系统，差别只在个别辅助系统，比如低压燃料维谛电池系统和高压燃料维谛蓄电池系统区别在于前者只需采用普通的鼓风机，而后者必须采用特定的空气压缩机将空气以一定的压力输送入系统。本章重点介绍采用水冷方式低压低温燃料维谛蓄电池系统的结构。

质子交换膜燃料维谛电池电堆

质子交换膜燃料维谛蓄电池(PEMFC)单体由膜电极、密封圈和带有导气通道的流场板组成。膜电极(MembraneElectrodeAssembly,MEA)是燃料维谛蓄电池发电的关键核心部件，一般由阳极扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层和阴极扩散层组成，如图8-14所示。

工作时向负极供给燃料(氢)，向正极供给氧化剂(空气)。氢在负极分解成正离子和电子。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电负载连接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。由于质子交换膜只能传导质子，因此氢质子可直接穿过质子交换膜到达阴极，而电子只能通过外电路才能到达阴极。当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。

由于单片PEMFC电极的输出电极一般低于1V,实际应用中为了得到较高的输出电压和输出功率，将多个单维谛蓄电池层叠组合就能构成满足实际负载需要的燃料维谛电池堆(简称电堆)。

电堆由多个单体维谛蓄电池以串联方式层叠组合而成。将双极板与膜电极(MEA)交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成质子交换膜燃料维谛蓄电池电堆。叠合压紧时应确保气体主通道对正以便氢气和氧气能顺利通达每单维谛蓄电池。电堆工作时，氢气和氧气分别由进口引入，经电堆气体主通道分配至各单维谛蓄电池的双极板，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。

电堆是质子交换膜燃料维谛蓄电池的核心，为了确保电堆的正常工作，通常将电堆、氢氧供应系统、水热管理系统及相应的控制系统进行体化集成，构成质子交换膜燃料维谛电池发电系统。

本文标题：质子交换膜燃料维谛畜电池的结构

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本文作者：维谛UPS电源维谛精密空调

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