電源技術研究與設計30kW高比功率質子交換膜燃料電池堆研制胡里清，李拯，夏建偉，吳昕，傅明竹（上海神力科技有限公司，上海20140⑴或電池堆的工作站；（2）大功率高比功率質子交換膜燃料電池堆的工程設計；（3）組裝單電池，建立診斷、測試并改進質子交換膜-電極（三合一體）效能的技術；（4）組裝30kW「電池堆，并建立診斷、測試、改進其效能的技術。神力公司研制成功的30kW質子交換膜燃料電池堆比功率達到：720WVL，708WVkg上海神力公司承擔了國家科技部九五重大攻關項目30kW質子交換膜燃料電池動力系統(tǒng)的研制，在發(fā)展大功率、高比功率的PEM燃料電池技術上著重于以下工作：（1）針對大功率、高比功率PEMFC工作條件下的氣、液傳質與分配，熱、水管理，密封等要求，采用國際上先進的PEM燃料電池堆工程設計與制造技術；（2）建立單電池測試性能診斷與改進技術，并發(fā)展高性能的PEM燃料電池三合一電極制作技術與工藝。

1導流板周邊冷卻技術可以不用導流冷卻水的冷卻夾板。

這樣整個電池堆全部采用雙極板（一面導氫氣，另一面導氧化劑空氣），大大提高整個電池堆的比功率。

2.2質子交換膜燃料電池中三合一電極性能對電池比功率影響（1）不同質子交換膜對三合一電極性能的影響三合一電極在某種特定的工作條件下可以用工作電壓與輸出電流強度來描述其工作性能，是燃料電池單電池采用不同類型的Nafion質子交換膜的性能曲線。

氣計量比1空氣計量比2.換膜具有較好的工作性能。Nafiorr1135質子交換膜比Nafion-115質子交換膜薄，但仍具有足夠的牢度。我們采用Nafion-1135質子交換膜。

（2）30kW「質子交換膜燃料電池堆的工作性能燃料電池在特定工作條件下的輸出功率等于燃料電池工作電壓乘上輸出電流，隨著輸出電流從零不斷增大，當電流大到一定程度時，燃料電池輸出功率會達到最大值，當電流在增大到一定值時，輸出功率反而降低。如所示，是30kWf質子交換膜燃料電池工作性能曲線。

氣計量比1空氣計量比2.5.如所示，是30kWf質子交換膜燃料電池輸出功率與工作電流的性能曲線。

2.3質子交換膜燃料電池工作條件對電池比功率的影響（1）氫氣、空氣的運行壓力對燃料電池比功率的影響對質子交換膜燃料電池工作條件來說，燃料氫氣與空氣的壓力越高，燃料電池在輸出相同的電壓時輸出的工作電流越大。但燃料電池運行壓力越高，對外圍運行輔助系統(tǒng)的要求越電源技術胡里清等：30kW高比功率質子交換膜燃料電池堆研制高，而且要消耗更多的額外功率。例如對空氣輸送設備空壓機來說，壓縮壓力越高，壓縮機耗不同壓力下單電池的功率-電流曲線功越大。為了考慮整個燃料電池系統(tǒng)效率最高，一般應找到最佳的運行壓力。本文中都采用2⑴kPa的運行壓九使整個燃料電池系統(tǒng)具有較高的效率較大的比1反映了燃料電池堆的工作性能穩(wěn)定性。