[发明专利]一种燃料电池水平衡测试设备和方法

说明书

本发明提供一种燃料电池水平衡测试设备和方法，设备包括阳极出口露点测量装置、阴极出口露点测量装置、阳极加热装置、阴极加热装置、阳极加湿器、阴极加湿器、阳极入口露点测量装置、阴极入口露点测量装置以及电流测量装置；阳极(阴极)出口露点测量装置用于测量排出的氢气(空气)的湿度，阳极(阴极)加热装置用于使从阳极(阴极)排气口排出的水气化；阳极(阴极)加湿器用于对导入的氢气(空气)加湿，阳极(阴极)入口露点测量装置用于测量加湿后的氢气(空气)的湿度，电流测量装置用于测量电堆内电化学反应的电流大小。本发明提出的技术方案旨在保持质子交换膜燃料电池中的水平衡，提高电池性能和寿命。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池水平衡测试设备和方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池具有高能效、低噪音、高温启动性能好和环境友好等特点，已经成为能源领域研究的热点。由于质子交换膜燃料电池的电化学反应在水-气体-质子(电子)三相界面上进行，且自身电化学反应还会生成水，当催化层中的水含量过多时，过量的水会冲淡反应气体的浓度，同时阻塞反应区的气体通道，造成水淹电极从而影响电池性能；质子交换膜中水含量过少会引起质子交换膜的质子传导能力下降，导致电池性能的下降。因此，加强质子交换膜的水管理，保持质子交换膜燃料电池中的水平衡是提高电池性能和寿命的一个关键问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种燃料电池水平衡测试设备和方法，旨在保持质子交换膜燃料电池中的水平衡，提高电池性能和寿命。

本发明的实施例提供一种燃料电池水平衡测试设备，包括阳极出口露点测量装置、阴极出口露点测量装置、阳极加热装置、阴极加热装置以及电流测量装置；

所述阳极出口露点测量装置与所述电堆的阳极排气口通过导气管道连通，用于测量排出的氢气的湿度，所述阴极出口露点测量装置与所述电堆的阴极排气口通过导气管道连通，用于测量排出的空气的湿度；

所述阳极加热装置用于对与所述阳极排气口相连的导气管道加热，以使从所述阳极排气口排出的水气化；所述阴极加热装置用于对与所述阴极排气口相连的导气管道加热，以使从所述阴极排气口排出的水气化；所述电流测量装置用于测量所述电堆内电化学反应的电流大小。

进一步地，还包括阳极加湿器、阴极加湿器、阳极入口露点测量装置以及阴极入口露点测量装置；

所述阳极入口露点测量装置一侧与所述电堆的阳极进气口通过导气管道连通，所述阳极入口露点测量装置另一侧与所述阳极加湿器通过导气管道连通，所述阳极加湿器用于对导入的氢气加湿，所述阳极入口露点测量装置用于测量加湿后的所述氢气的湿度；

所述阴极入口露点测量装置一侧与所述电堆的阴极进气口通过导气管道连通，所述阴极入口露点测量装置另一侧与所述阴极加湿器通过导气管道连通，所述阴极加湿器用于对导入的空气加湿，所述阴极入口露点测量装置用于测量加湿后的所述空气的湿度。

进一步地，所述阳极加热装置设于所述阳极出口露点测量装置上；和/或，

所述阴极加热装置设于所述阴极出口露点测量装置上。

进一步地，所述阳极加热装置设于所述阳极出口露点测量装置和所述电堆之间。

进一步地，所述阳极加热装置和所述阳极出口露点测量装置、所述电堆之间的所述导气管道外侧分别设有一层保温层。

进一步地，所述阴极加热装置设于所述阴极出口露点测量装置和所述电堆之间。

进一步地，所述阴极加热装置和所述阴极出口露点测量装置、所述电堆之间的所述导气管道外侧分别设有一层保温层。

本发明的实施例还提供一种燃料电池水平衡测试方法，其特征在于，包括以下步骤：