DVS儀器在燃料電池領(lǐng)域中的應(yīng)用

新能源電池現(xiàn)狀

?     未來新能源發(fā)展的戰(zhàn)略可分為三個(gè)發(fā)展階段：階段一到2010年，實(shí)現(xiàn)部分新能源技術(shù)的商業(yè)化。階段二到2020年，大批新能源技術(shù)達(dá)到商業(yè)化水平，新能源占一次能源總量的18%以上。階段三是全面實(shí)現(xiàn)新能源的商業(yè)化，大規(guī)模替代化石能源，到2050年在能源消費(fèi)總量中達(dá)到30%以上。

?        2016 年 12 月 19 日，國務(wù)院在印發(fā)的《“十三五” 戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，明確提到開展電動汽車電力系統(tǒng)儲能應(yīng)用技術(shù)研發(fā)，實(shí)施新能源與電動汽車聯(lián)合應(yīng)用，推動電動汽車與智能電網(wǎng)、儲能、智能駕駛等融合發(fā)展。

?        2019年3月26日，財(cái)政部官方網(wǎng)站公布了《關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》（財(cái)建〔2019〕138號）。至此，在經(jīng)過多輪熱議后，新能源汽車補(bǔ)貼政策調(diào)整方案終于落定。

質(zhì)子交換膜燃料電池

質(zhì)子交換膜燃料電池是由膜電極組件組成的一種多層裝置。通常有兩個(gè)碳布的氣體擴(kuò)散層，允許并進(jìn)行收集氣體和水時(shí)的運(yùn)輸電流和兩個(gè)碳支持的鉑基催化劑層中存在電化學(xué)反應(yīng)需要的地方。這些層夾中有質(zhì)子交換之間允許質(zhì)子轉(zhuǎn)移的膜正負(fù)極。

一個(gè)影響這些質(zhì)子交換膜性能的關(guān)鍵參數(shù)就是水含量。水通過加濕氣體進(jìn)料流供給燃料電池。水和質(zhì)子交換膜的水合作用程度是影響膜性能的關(guān)鍵因素。如果水化程度過低，聚合物表現(xiàn)出極大的離子減少電導(dǎo)率。膜脫水是一種眾所周知的燃料電池失效機(jī)理。另一方面，如果水化程度過高，過量的水會淹沒氣體中的孔隙擴(kuò)散層，阻斷反應(yīng)部位或阻礙電極內(nèi)的質(zhì)子傳輸。

此外，水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)也是質(zhì)子交換膜水分含量的一種表征。

溫度的影響也不可忽視。提高室內(nèi)操作溫度改善了電極氧化還原反應(yīng)動力學(xué)。然而,如果溫度高于水的沸點(diǎn)，聚合物的含水量降低會導(dǎo)致導(dǎo)電性下降。此外，如果溫度高于聚合物玻璃轉(zhuǎn)變溫度，聚合物鏈可能發(fā)生重排，并導(dǎo)致膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，膜穩(wěn)定性變差，降低了膜的機(jī)械性能。

由于以上原因，研究這些薄膜在寬溫度和濕度范圍下的行為是非常重要的。