浅析PEMFC系统的工作过程

　　PEMFC的水热管理系统：PEMFC在工作时，随电流密度的增加而电池内阻明显增大，导致电池工作电压急剧下降。其主要原因是电池内失去水平衡，没有满足湿润条件，因此保持PEMFC内水平衡是提高电池性能和寿命的关键。而所谓的保持电池内的水平衡，即设法使膜始终保持湿润状态而电极又不被水淹没。

　　为了实现PEMFC的有效水管理，目前主要采用以下三种方式：

　　1.改进电池内部结构。这主要是通过对流场板结构、MEA以及膜的结构进行优化等方法来实现的。

　　2.对PEMFC进行有效的排水处理。纯水流量计PEMFC的排水分为阴极排水和阳极排水两种方法。阴极排水会增强阴极极化现象，而阳极排水则对阴极的影响较小，电池性能也较高。

　　3.对反应气体进行增湿处理。当氧化剂采用纯氧气时，一般只对阳极气体进行增湿，而采用空气做氧化剂时，则同时阴极气体也要增湿。

　　一般说来PEMFC的热管理即是对电池温度的控制。燃料电池的工作温度应控制在80-100℃之间，否则电池的性能就会下降甚至恶化，因此进人电池内部的气体一般都要进行预热，此过程一般与气体增湿过程同步进行。考虑到实际工作过程中燃料电池要放热，因此必须对电池进行冷却，主要有水冷和风冷两种方式。

　　PEMFC是一个复杂的系统，其水管理和热管理是相互影响的，而且管理的好坏，将直接影响电池的性能，特别是在大电流密度工况下，必须对水管理和热管理进行系统优化。