Buih Logam - Peningkatan Prestasi Permulaan Sejuk Sel Bahan Api

Dikomersialkanbuih logamkini merupakan alternatif berpotensi yang baik kepada pelari konvensional untuk sel bahan api kerana struktur mikro berliang, keliangan yang tinggi, dan mecha yang baik.Dalamkekuatan cal.
Pertama, prestasi polarisasi bateri di bawah keadaan kerja biasa pada suhu bilik dianalisis. Memandangkan katod ialah elektrod utama yang menyekat prestasi bateri, laluan aliran selari konvensional digunakan untuk anod kedua-dua sel tunggal, dan laluan aliran selari konvensional digunakan untuk katod dengan logam nikel baru.buihmedan aliran, masing-masing.
Untuk menggambarkan dengan lebih jelas perbezaan aliran dan perbezaan prestasi dalam dua medan aliran, kajian menggunakan medan aliran sel langsing dengan saiz 1.5 cm × 20 cm (gas semuanya mengalir di sepanjang sisi panjang), yang agak kehilangan prestasi sel asal, dan oleh itu, prestasi polarisasi sel tidak tinggi. Di samping itu, MEA yang sama (Nafion-112) digunakan untuk kedua-dua sel dalam ujian. Oleh kerana kelengkungan saluran aliran kecil yang lebih tinggi dalam medan aliran logam buih, penurunan tekanan pada kedua-dua hujung adalah lebih tinggi berbanding dengan saluran aliran lurus panjang yang mudah dalam medan aliran konvensional, yang meningkatkan bekalan gas ke katod, tekanan operasi, dan kadar tindak balas elektrokimia, dan pada masa yang sama, ia perlu menggunakan lebih banyak kuasa enjin gas bertekanan pada tahap tertentu dan meningkatkan kehilangan pam. Ketumpatan kuasa maksimum adalah lebih tinggi untuk sel denganbuih logammedan aliran, manakala pada arus rendah, ketumpatan kuasa adalah lebih rendah sedikit daripada sel medan aliran konvensional. Secara keseluruhannya, kelebihan menggunakan medan aliran busa logam masih ketara. Dalam jangka masa panjang, disebabkan aliran gas dan air cecair yang lebih seragam dalam medan aliran logam buih, medan aliran yang lebih pendek boleh digunakan dalam aplikasi praktikal, atau penggunaan bekalan silang menegak katod dan anod (gas anod mengalir di sepanjang sisi panjang saluran aliran tradisional, gas katod mengalir di sepanjang sisi pendek medan aliran buih), yang seterusnya mengurangkan kehilangan pengepaman yang dijangkakan, dan seterusnya meningkatkan kehilangan pengepaman yang disebabkan oleh penurunan tekanan yang dijangkakan oleh kucing. prestasi bateri, dan juga mengekalkan ketumpatan kuasa yang setanding atau lebih tinggi daripada saluran aliran tradisional, yang boleh dicapai dalam jangka masa panjang. Oleh itu, ia dijangka dapat merealisasikan peningkatan prestasi sel sambil mengekalkan kehilangan pengepaman yang setanding atau lebih rendah daripada saluran aliran tradisional.
Sebaliknya, untuk menangani kebimbangan keadaan permulaan sub-sifar, kami membandingkan secara komprehensif prestasi permulaan dinamik sel bahan api dengan medan aliran logam buih dan saluran aliran selari konvensional di katod di bawah mod voltan malar dan arus malar, masing-masing.
Sebaliknya, untuk keadaan permulaan sub-sifar yang popular, kami membandingkan secara menyeluruh prestasi permulaan dinamik sel bahan api dengan medan aliran logam buih dan saluran aliran selari konvensional di katod di bawah mod arus malar dan voltan malar, masing-masing.
Medan aliran busa-logam menunjukkan kelebihan yang sangat baik, dengan prestasi sel yang stabil semasa permulaan dan permulaan yang berjaya, manakala sebaliknya, sel saluran aliran selari konvensional, dengan voltan keluaran sel yang lebih rendah dan tidak stabil semasa operasi, meningkatkan kadar pengeluaran haba dan kadar kenaikan suhu ke tahap tertentu, tetapi disebabkan saluran aliran yang lebih sedikit, kemungkinan aising dan saluran tersumbat meningkat secara linear, yang menyebabkan bilangan aising dan penyumbatan meningkat secara linear. prestasi keluaran sel yang berubah-ubah Walau bagaimanapun, kemungkinan penyumbatan ais meningkat secara linear (bergantung kepada bilangan saluran aliran), mengakibatkan prestasi keluaran sel yang berubah-ubah dan peningkatan kemungkinan kegagalan permulaan.
Secara ringkasnya, struktur berliang yang sangat baik bagi sel bahan api denganlogam buihmedan aliran mempunyai kelebihan yang ketara berbanding sel dengan saluran aliran "rabung parit" tradisional di bawah kedua-dua operasi suhu bilik dan keadaan permulaan dinamik sub-sifar.
Ketumpatan kuasa maksimum dan ketumpatan arus muktamad bagiBateripada suhu bilik meningkat kira-kira 25%;
Di bawah keadaan permulaan sub-sifar, prestasi bateri dengan medan aliran logam buih adalah lebih licin semasa dimulakan, dan keupayaan permulaan kendiri pada suhu rendah bertambah baik.
Di samping itu, penggunaan rawatan yang lebih optimum untuk bahan logam buih, seperti penyaduran emas untuk meningkatkan kekonduksian, rawatan hidrofobisiti dan rintangan kakisan yang lebih sesuai, dan penggunaanbahan buihdengan saiz liang yang lebih optimum, keliangan dan nisbah mampatan, dijangka mengukuhkan lagi prestasi operasi sel bahan api dan meningkatkan ketahanan kitaran permulaan sejuk.