燃料电池根据电解质的不同分为以下几种:
表1_1 燃料电池分类
燃料电池 典型电解质 工作温度/oC 优点 缺点 转换效率/%
碱性燃
料电池 KOH-H2O 80 (1)启动快
(2)室温常压下工作 (1)需以纯氧做氧化剂
(2)成本高 70
磷酸燃
料电池 H3PO4 200 对CO2不敏感 (1)对CO敏感
(2)工作温度高
(3)成本高
(4)低于峰值功率输出时性能下降 40
固体氧
化物燃
料电池 ZrO2-Y2O3 1000 (1)可用空气做氧化剂
(2)可用天然气或甲烷做燃料 工作温度过高 >60
熔融碳
酸盐燃
料电池 Na2CO3 650 (1)可用空气做氧化剂
(2)可用天然气或甲烷做燃料 工作温度过高 >60
质子交
换膜燃
料电池 含氟质子交换膜 80-100 (1)寿命长
(2)可用空气做氧化剂
(3)室温工作
(4)比功率大
(5)启动迅速
(6)输出功率可随意调节 (1)对CO敏感
(2)反应物需要加湿 60
通过上表[1]的对比可得:①碱性燃料电池(AFC)启动快、效率高,但是电解质会和空气中的二氧化碳发生反应,降低了电极活性,只用纯氧则成本过高,只适用于航空航天技术;②熔融碳酸盐型燃料电池属于高温型燃料电池,它的主要应用范围是在住宅电源和联合循环热电厂;③直接甲醇燃料电池(DMFC)以甲醇为燃料,启动快、可以在常温常压工作、功率密度高、容易密封,但是阳极甲醇容易透过膜到阴极,使得阳极甲醇反应变慢、功率下降;④磷酸型燃料电池(PAFC)为中温型燃料电池,燃料是重整气、氧化剂是空气,可以实现热电联供,缺点是效率低、启动慢,不适合做移动电源;⑤固体氧化物燃料电池(SOFC)也属于高温型燃料电池;⑥质子交换膜燃料电池(PEMFC)以净化纯氢或净化重整气为燃料,除了具备直接甲醇燃料电池的优点之外,没有DMFC的缺点。综上所述,PEMFC具有极大的市场潜力和优越性。源:自~751-·论`文'网·www.751com.cn/
1.2 分数阶理论在PEMFC在国内外研究现状
1.2.1 PEMFC的应用研究现状
1.2.2 分数阶理论研究现状
1.3 本文主要研究内容
(1)PEMFC温度模型的研究
本文在对PEMFC温度模型分析的基础上,根据温度扩散过程的分数阶部分,建立质子交换膜燃料电池温度模型的整数阶和分数阶机理模型,并借助Matlab/Simulink软件进行动态建模与仿真.分析燃料电池在不同模型动态变化并进行比较分析。