郑州氢能源实训室建设解决方案

目前国内燃料电池系统的使用寿命一般在3000~5000小时左右，国外技术较为公司的产品可达10000小时左右。导致电堆寿命衰减主要由电堆老化、辅助系统因素、环境因素等方面引起。希望提升燃料电池整体寿命是一项系统工程。电堆老化包括：质子交换膜衰退、催化剂层衰退、碳基腐蚀、双极板退化等。辅助系统因素包括：空气压缩机滤油能力不佳、增湿器加湿能力不佳、热管理能力不佳等。环境因素包括：工作温度、气压条件、运行工况等。例如：燃料电池的输出功率主要由燃料供给速率决定，也就是氢气和氧气的供给能力。氢气由于存储于高压瓶内，本身处于高压状态，故可以实现高的供给效率，而空气需要由空气压缩机压缩加压再输入，在燃料电池的全生命周期里进风量可达50万m³以上，若空压机不具备良好的滤油能力，长期使用将有大量杂质损伤膜电极组件(MEA)。制氢过程中采用可再生能源可以减少环境污染和能源消耗。郑州氢能源实训室建设解决方案

燃料电池系统需要加湿反应气体，对于采用质子交换膜的燃料电池系统而言，气体反应物的相对湿度对膜的性能的影响是至关重要的。膜传输质子时需要质子以水合离子的形式存在，而干燥的膜不具备传导质子的能力。因此，对反应气体进行加湿以保证质子交换膜的湿润,是增加质子交换膜的质子传导能力不可缺少的方法。增加反应气体的相对湿度会提高质子交换膜的电导率，降低膜电阻，从而提高燃料电池系统的输出性能；但相对湿度过高也容易导致燃料电池堆内部发生水淹，从而影响其性能。现在燃料电池堆采用的加湿技术主要分为内部加湿、自加湿和外部加湿三种。内部加湿是利用燃料电池反应生成的水和水在质子交换膜内的传递特性，实现膜的自增湿；自加湿法是将催化铂金微粒子加入质子交换膜中，在燃料电池发电时，依靠膜内自动生成的水来增湿；外部加湿是在燃料电池之外加上一个部件，使水蒸气和反应气体同时进入电池组中。郑州氢能源实训室建设解决方案氢能技术的推广需要大规模的投资和政策支持，以促进其发展和普及。

燃料电池汽车的结构有多种形式，按照驱动形式，其可分为纯燃料电池驱动和混合驱动两种形式。目前燃料电池电动汽车绝大多数采用的是混合式燃料电池驱动系统，即以燃料电池系统作为主动力源，又增加了蓄电池组或超级电容作为辅助动力源。燃料电池可以只满足持续功率需求，借助辅助动力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率，而且在制动时可以将回馈的能量存储在辅助动力源中。燃料电池电动汽车的动力系统由燃料电池发动机（发电系统）、辅助动力源、DC／DC变换器、DC／AC逆变器和驱动电动机以及各相应的控制器，再加上机械传动与车辆行驶机构等组成 。

噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音,影响他人的声音都是噪声｡虽然燃料电池发动机产生的噪声同传统内燃机噪声相比有了很大改善,但是燃料电池系统产生的噪声也不容忽视｡燃料电池发动机的主要噪声来源于空气子系统和氢气子系统,此外还有其他固定部件振动产生的噪声,燃料电池系统中空气子系统中的空压机和氢气子系统中的电控喷氢阀､氢气循环泵是噪声的主要来源｡空压机的主要噪声来源有:①、空压机压缩空气过程中产生的空气动力噪声｡②、高流速空气进气口以及排气口的涡流噪声｡③、空气压缩机的振动产生的噪声｡针对空气子系统的噪声来源,处理措施包括:优化主噪声源的零部件的悬挂位置及结构(如空压机);调整进气系统和其他产生噪声零部件的位置,优化空气管路结构,减少气体涡流的形成;在进排气口加装消声器､在噪声源外加隔声材料等｡氢能技术需要相关单位、企业和社会各方面共同努力，才能实现可持续发展。

氢燃料电池车，就是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机，由电动机驱动的车辆。氢燃料电池车通过化学作用发电产生电能，更像是一个“发电厂”。氢燃料电池车是以氢燃料电池产生的电能为电动机供电，以电动机做的功作为动力的。燃料电池工作电压迅速升高时，碳载体表面的铂催化剂会发生溶解，当工作电压降低时铂催化剂又会沉积下来，反复的电压波动带来催化剂的团聚，造成燃料电池催化剂活性表面积的下降，从而造成性能的下降。希望燃料电池的工作状态是在较高效率点附近。如下图所示，我们从氢气发电效率的角度看，希望至少是在40%以上的区域去利用，否则发电效率低。发展氢能技术可以促进能源的多元化，增强国家的能源安全。郑州氢能源实训室建设解决方案

氢气在储能和航空航天等方面也有普遍应用。郑州氢能源实训室建设解决方案

湿膜加湿的过程是空气在与湿膜接触的过程中实现热质的交换。通过改进电池内部结构，使其不需要借助外部设备就能保持膜电极的适当湿度，维持燃料电池的性能。这种技术主要体现在以下两个方面：一是通过増强膜两侧水浓度梯度的方法来增强水由明极向阳极的扩散；二是自増湿电解质膜的研究，通常用在电解质膜内加入和SiO2顆粒的方法，其中起催化氢氧化合生成水的作用， SiO2起儲存水分的作用，在电池缺水时释放出水。通过调节气体流量、湿膜的大小和厚度以及水温来改变湿膜加湿器加湿量的大小，将满足燃料电池工作所需的具有定温度、湿度的气体送入燃料电池。郑州氢能源实训室建设解决方案

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