Особенности работы свободно дышащего топливного элемента с твердым полимерным электролитом в условиях ограниченного объема

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).

Изучены особенности функционирования «свободно дышащего» водородно-воздушного топливного элемента (ТЭ) в условиях ограниченного объема. Исследования проводились на тонких двухэлементных стеках, предназначенных для использования в прототипе конкретного устройства источника питания (ИП), включающего алюминиево-водный микрогенератор водорода. В области малых плотностей тока (< 200 мА/см²) было установлено, что характеристики ТЭ после заключения в малый объем ИП за счет собственного увлажнения становятся немного лучше, чем в условиях неограниченного объема. В ходе экспериментов по исследованию зависимости характеристик ТЭ от скорости обдува воздухом зазора у катода ТЭ было установлено, что в области малых токов существует оптимальная скорость продува, которая обеспечивает как достаточное количество воздуха в зазоре, так и высокую влажность воздуха в прикатодном пространстве. В области средних плотностей тока (200–500 мА/см²) также существует своя оптимальная скорость продува прикатодного пространства. В условиях высокой влажности (70%) в неограниченном объеме был получен уровень стационарной плотности мощности при продолжительной работе ~250 мВт/см² при напряжении 0.5 В на один элемент.

Авторы:

Школьников Евгений Иосифович, Объединённый институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН), 125412, г. Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2, 2shkolnikov@ihed.ras.ru

Власкин М. С., Институт новых энергетических проблем ОИВТ РАН, 125412, г. Москва, ул. Ижорская 13/19

Илюхин Алексей Сергеевич, Объединённый институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН), 125412, г. Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2, ilyukhin@ihed.ras.ru

Тарасенко А. Б., Институт новых энергетических проблем ОИВТ РАН, 125412, г. Москва, ул. Ижорская 13/19

Литература

1. Li P.-W., Zhang T., Wang Q.-M., Schaefer L., Chyu M. K. // J. Power Sources. 2003. Vol. 114(9). P. 63.
2. Chu D., Jiang R. // J. Power Sources. 1999. Vol. 83.P. 128.
3. Morner S. O., Klein S. A. // J. Solar Energy Engineering, 2001. Vol. 123. 225.
4. Nguyen T. V. // J. Electrochem. Soc., 1996. Vol. 143. P.
5. Kumar P. M., Kolar A. K. // Paper published in AER (National Conference on Advances in Energy Research) (2006). http: // www.ese.lib.ac.ib/aer206files/papers.htm, 13. L105.
6. Mennola T., Noponen M., Aronniemi M., Hottinen T., Nikkola M., Himanen O., Lund P. // J. Appl. Electrochem. 2003. Vol. 33. P. 979.
7. Mennola T., Noponen M., Kallio T., Nikkola M., Hottinen T. // J. Appl. Electrochem. 2004. Vol. 34. P. 31.
8. Buie C. R., Posner J. D., Fabian T., Cha S.-W., Kim D., Prinz F. B., Eaton J. K., Santiago J. G. // J. Power Sources 2006. Vol. 161. P. 191.
9. Noponen M., T, Mennola, Mikkola M., Hottinen T., Lund P. // J. Power Sources. 2002. Vol. 106. P. 304.
10. Fabian T., Posner J. D., R. O'Hayre, Cha S.-W., Eaton J. K., Prinz F. B., Santiago J. G. // J. Power Sources. 2006. Vol. 161. P. 168.
11. Tabe Y., Park S.-K., Kikuta K., Chikahisa T., Hishinuma Y. // J. Power Sources. 2006. Vol 162. P. 58.
12. Hottinen T., Himanen O., Lund P. // J. Power Sources. 2004. Vol. 138. P. 205.
13. Шейндлин А. Е., Жук А. З., Школьников Е. И., Туманов В. Л. Международный форум «Водородные технологии для производства энергии» (2006). http: // www.civilg8.ru/5034.php.
14. Шейндлин А. Е., Школьников Е. И. Международный форум «Водородные технологии для производства энергии» (2006). http: // www.civilg8.ru/5034.php.
15. Sheindlin A. E., Shkolnikov E. I., Zhuk A. Z. // Fuel Cell Science and Technology (2006), Abstracts of Scientific Advances in Fuel Cell Systems, Turin, Italy, P6.1.
16. Kordesh K., Simader G. Fuel cells and their application. Weinheim: VCH Verlagsgeselschaft, 1996.
17. National Energy Technology Laboratory. Fuel Cell Hand Book, 6^th ed., Morgantown. West Verginia, 2002. P. 2.
18. Cooper K. R., Ramani V., Fenton J. M., Kunz H. R.. Experimental methods and data analyses for polymer electrolyte fuel cells. Scribner Associates, Inc. Jllinois, 2005.

Журнал:

2007. Т. 7, № 4,