CN104360271A - 用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板及测试方法 - Google Patents
用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板及测试方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104360271A CN104360271A CN201410576759.4A CN201410576759A CN104360271A CN 104360271 A CN104360271 A CN 104360271A CN 201410576759 A CN201410576759 A CN 201410576759A CN 104360271 A CN104360271 A CN 104360271A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flow
- field plate
- different flow
- different
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000011160 research Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 claims description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims 11
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 claims 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000012956 testing procedure Methods 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 206010013496 Disturbance in attention Diseases 0.000 description 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于同一流场板实现不同流场燃料电池的测试方法。本发明通过一种自行设计的可变流道式新型流场板，简单方便地实现了三种不同流场燃料电池的相互转换。该流场板由多个水平和竖直流道组成，流道上有节点开关，控制本流道的导通或封闭，通过改变不同流道上节点的开关状态，即可实现三种不同流场的燃料电池，而不需要每次都分别组装不同流场的燃料电池。本发明经一次组装便可进行不同流场燃料电池的测试，保证了电池外部以及内部条件的一致性，即可以在完全相同的一个电池膜电极组件下，通过实验的方式，系统的、统一的完成三种不同流场燃料电池性能的研究及优化。
Description
技术领域
本发明涉及用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板及其对不同流场燃料电池的测试方法，尤其涉及一种基于同一流场板实现不同流场燃料电池的测试方法。
背景技术
燃料电池发电技术是21世纪首选的洁净发电技术，可望缓解现有的能源发展与环境污染的矛盾问题，避免空气污染及雾霾天气。国家“十二五”规划将其列为重点发展领域，国家中长期科学和技术发展规划纲要将其列为前沿技术。
燃料电池的热点之一是对燃料电池性能的研究，而燃料电池的流场板已经成为提高电池性能及性价比的一个关键因素，并且也是当今科研工作者关注的焦点，流场结构直接影响燃料电池的性能，进而影响其商业化的应用前景。
在对燃料电池平行、蛇形和交指这三种不同流场性能研究中，传统实验基本都是采用不同的流场，分别组装出不同的电池进行实验。这样只能保证电池外部输入变量的一致性，例如温度、压力、湿度等。但是每次组装后，电池内部的参数已经改变，例如MEA（膜电极组件）内催化剂分布、膜的变形、阻抗及ECA（电化学活化面积）等。电池内部参数的变化，直接造成的结果是：可能不同的科研人员，相同的外部实验条件得出不同的结果。所以有必要对流场结构进行深入研究及优化。本发明所要解决的重要技术问题正是系统的、统一的研究平行、蛇形和交指三种不同流场燃料电池的性能，为燃料电池流场设计提供理论依据，以期优化流场结构，提高燃料电池性能。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种基于同一流场板实现不同流场燃料电池的测试方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：基于同一流场板实现不同流场燃料电池的测试方法，包括一种自行设计的可变流道式新型流场板，该流场板由多个水平和竖直流道组成，流道上有节点开关，控制本流道的导通或封闭。可以通过改变不同流道上节点开关的状态，实现平行、蛇形和交指三种不同流场相互转换的燃料电池。
本发明的基于同一流场板实现不同流场燃料电池的测试方法，实验时，利用VersaSTAT3测试三种不同流场燃料电池的极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)曲线，把极化曲线数据输入Origin软件，进行绘图，分析活化损失、电阻损失和浓差损失的情况。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明的基于同一流场板实现不同流场燃料电池的测试方法，只需要通过改变不同流道上节点的导通和关闭状态，即可实现三种不同流场燃料电池的相互转换，而不需要每次都分别组装不同流场的燃料电池，操作简单方便。
2、本发明的基于同一流场板实现不同流场燃料电池的测试方法，经一次组装便可基于同一流场板对不同流场燃料电池进行测试，保证了电池外部以及内部条件的一致性，即可以在完全相同的一个电池下，通过实验的方式，系统的、统一的完成三种不同流场燃料电池性能的研究及优化。
附图说明
图1为本发明所用可变流道式新型流场板的结构示意图。
图2为本发明所用可变流道式新型流场板的原型图。
图3为本发明所用可变流道式新型流场板转变成平行流场图。
图4为本发明所用可变流道式新型流场板转变成蛇形流场图。
图5为本发明所用可变流道式新型流场板转变成交指流场图。
具体实施方式
有关本发明的优选实施例及详细技术内容，现参照附图说明如下，但本发明的保护范围不受具体实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所做的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1
参见图2和图3，其显示本发明基于同一流场板实现不同流场燃料电池的测试方法工作时，通过改变不同流道上节点开关的状态，实现不同流场的燃料电池。关闭节点3，6，9，12，15，18，其余节点都导通，本发明所用可变流道式新型流场板即转变成平行流场。基于该流场板对平行流场燃料电池进行测试：实验时，利用VersaSTAT3测试三种不同流场燃料电池的极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)曲线，把极化曲线数据输入Origin软件，进行绘图，分析活化损失、电阻损失和浓差损失的情况。
实施例2
参见图2和图4，与实施例1的区别在于，导通节点1，3，6，9，12，15，18，20，其余节点都关闭，本发明所用可变流道式新型流场板即转变成蛇形流场。其它同实施例1，在此不再敖述。
实施例3
参见图2和图5，与实施例1的区别在于，导通节点1，4，7，10，13，16，19，其余节点都关闭，本发明所用可变流道式新型流场板即转变成交指流场。其它同实施例1，在此不再敖述。
Claims (8)
1.用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板，其特征在于，所述的流场板是一种自行设计的可变流道式新型流场板，该流场板由多个水平和竖直流道组成，流道上分别设有节点开关。
2.如权利要求1所述的用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板，其特征在于，可以通过改变不同流道上节点开关的状态，实现平行、蛇形和交指三种不同流场相互转换的燃料电池。
3.如权利要求1或2所述的用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板，其特征在于，所述流场板的流道上设有节点开关（1）--（20），关闭节点（3），（6），（9），（12），（15），（18），其余节点都导通，其流场板转变成平行流场。
4.如权利要求1或2所述的用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板，其特征在于，所述流场板的流道上设有节点开关（1）—（20），导通节点（1），（3），（6），（9），（12），、（15），（18），（20），其余节点都关闭，流场板转变成蛇形流场。
5.如权利要求1或2所述的用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板，其特征在于，所述流场板的流道上设有节点开关（1）—（20），导通节点（1），（4），（7），（10），（13），（16），（19），其余节点都关闭，流场板转变成交指流场。
6.如权利要求1所述的一次组装测试不同流场燃料电池的流场板的测试方法，其特征包括以下测试步骤：
利用该自行设计的可变流道式新型流场板，组装一个燃料电池；
通过改变不同流道上节点的导通和关闭状态，实现平行、蛇形和交指三种不同流场相互转换的燃料电池；
实验时，利用VersaSTAT3测试三种不同流场燃料电池的极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)曲线，把极化曲线数据输入Origin软件，进行绘图，分析活化损失、电阻损失和浓差损失的情况。
7.根据权利要求6所述测试方法，其特征在于，经一次组装便可实现基于同一流场板对不同流场燃料电池进行测试。
8.根据权利要求6所述测试方法，其特征在于，测试过程保证了电池外部以及内部条件的一致性，即可以在完全相同的一个电池膜电极组件下，通过实验的方式，系统的、统一的完成三种不同流场燃料电池性能的研究及优化。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410576759.4A CN104360271B (zh) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | 用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板及测试方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410576759.4A CN104360271B (zh) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | 用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板及测试方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104360271A true CN104360271A (zh) | 2015-02-18 |
| CN104360271B CN104360271B (zh) | 2017-08-15 |
Family
ID=52527551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410576759.4A Expired - Fee Related CN104360271B (zh) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | 用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板及测试方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104360271B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114094135A (zh) * | 2021-10-10 | 2022-02-25 | 北京工业大学 | 平行流场与蛇形流场自动切换的燃料电池液态水自适应流场板 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2528537Y (zh) * | 2001-11-27 | 2003-01-01 | 郑阿松 | 节水型两用喷头 |
| DE10226331A1 (de) * | 2002-06-07 | 2003-12-18 | Fuelcon Ag | Verfahren und Anordnung zum Testen von Brennstoffzellen |
| CN1519969A (zh) * | 2003-01-20 | 2004-08-11 | 松下电器产业株式会社 | 燃料电池及燃料电池的操作方法 |
| CN2682258Y (zh) * | 2003-10-31 | 2005-03-02 | 韩国Aoc株式会社 | 具有密封板的三通转换阀门 |
| CN1622377A (zh) * | 2003-11-26 | 2005-06-01 | 大连新源动力股份有限公司 | 一种质子交换膜燃料电池流场结构 |
| CN101431156A (zh) * | 2008-12-12 | 2009-05-13 | 大连理工大学 | 被动式微型直接液体燃料电池 |
| CN102463420A (zh) * | 2010-10-29 | 2012-05-23 | 株式会社鹭宫制作所 | 流道转换阀的制造方法及流道转换阀 |
| CN103022517A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-03 | 江苏大学 | 一种燃料电池金属流场板的配合式成形方法和装置 |
| CN204302459U (zh) * | 2014-10-24 | 2015-04-29 | 沈阳建筑大学 | 用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板 |
-
2014
- 2014-10-24 CN CN201410576759.4A patent/CN104360271B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2528537Y (zh) * | 2001-11-27 | 2003-01-01 | 郑阿松 | 节水型两用喷头 |
| DE10226331A1 (de) * | 2002-06-07 | 2003-12-18 | Fuelcon Ag | Verfahren und Anordnung zum Testen von Brennstoffzellen |
| CN1519969A (zh) * | 2003-01-20 | 2004-08-11 | 松下电器产业株式会社 | 燃料电池及燃料电池的操作方法 |
| CN2682258Y (zh) * | 2003-10-31 | 2005-03-02 | 韩国Aoc株式会社 | 具有密封板的三通转换阀门 |
| CN1622377A (zh) * | 2003-11-26 | 2005-06-01 | 大连新源动力股份有限公司 | 一种质子交换膜燃料电池流场结构 |
| CN101431156A (zh) * | 2008-12-12 | 2009-05-13 | 大连理工大学 | 被动式微型直接液体燃料电池 |
| CN102463420A (zh) * | 2010-10-29 | 2012-05-23 | 株式会社鹭宫制作所 | 流道转换阀的制造方法及流道转换阀 |
| CN103022517A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-03 | 江苏大学 | 一种燃料电池金属流场板的配合式成形方法和装置 |
| CN204302459U (zh) * | 2014-10-24 | 2015-04-29 | 沈阳建筑大学 | 用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘冲: "微型燃料电池流场板研究进展", 《武汉科技学院学报》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114094135A (zh) * | 2021-10-10 | 2022-02-25 | 北京工业大学 | 平行流场与蛇形流场自动切换的燃料电池液态水自适应流场板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104360271B (zh) | 2017-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Research and analysis of performance improvement of vanadium redox flow battery in microgrid: A technology review | |
| Ni et al. | A modeling study on concentration overpotentials of a reversible solid oxide fuel cell | |
| Feng et al. | Electrochemical impedance characteristics at various conditions for commercial solid–liquid electrolyte lithium-ion batteries: Part. 2. Modeling and prediction | |
| Niya et al. | Process modeling of the ohmic loss in proton exchange membrane fuel cells | |
| Arias et al. | Understanding PEM fuel cell dynamics: The reversal curve | |
| Huang et al. | Numerical research on a novel flow field design for vanadium redox flow batteries in microgrid | |
| CN115425259B (zh) | 一种燃料电池内部电气参数分布辨识方法 | |
| Yang et al. | Modification and application of spiral flow fields in vanadium redox flow batteries | |
| Barcellona et al. | Overview of lithium-ion capacitor applications based on experimental performances | |
| Huang et al. | Experimental study on efficiency improvement methods of vanadium redox flow battery for large-scale energy storage | |
| CN204302459U (zh) | 用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板 | |
| Alrewq et al. | Investigation into the characteristics of proton exchange membrane fuel cell‐based power system | |
| Isanaka et al. | Design strategy for reducing manufacturing and assembly complexity of air-breathing Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) | |
| Huang et al. | Experimental study on the effect of operating conditions on the efficiency of vanadium redox flow battery | |
| CN104360271B (zh) | 用于一次组装测试不同流场燃料电池的流场板及测试方法 | |
| CN202383265U (zh) | 电池测试装置 | |
| Song et al. | Highly compression‐tolerant folded carbon nanotube/paper as solid‐state supercapacitor electrode | |
| CN202735294U (zh) | 一种两用型电化学电容器测试装置 | |
| Sharma et al. | Energy efficient flow path for improving electrolyte distribution in a vanadium redox flow battery | |
| Boscaino et al. | Comparison of models of fuel cells based on experimental data for the design of power electronics systems | |
| CN203600092U (zh) | 一种多功能夹具 | |
| Bankupalli et al. | Parameter estimation of PEM fuel cell electrical equivalent model using hybrid optimization | |
| Chai et al. | A parallel interdigitated flow field with higher aspect ratio for enhancing the performance of vanadium redox flow batteries | |
| Boscaino et al. | A semi-empirical multipurpose steady-state model of a fuel cell for household appliances | |
| CN202084601U (zh) | 一种质子交换膜燃料电池流场结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170815 Termination date: 20201024 |