Abstract ：

铂基纳米结构催化剂因其高活性而成为质子交换膜燃料电池阴极最有应用前景的氧还原催化剂.电化学脱合金能够通过调节铂基催化剂的表面结构提升催化剂性能,并且兼具简单易行、低成本等优点,成为优化铂基催化剂的有效手段之一.重点介绍电化学脱合金在铂基催化剂的微结构调控中的应用研究进展.首先,对铂基氧还原催化剂的电化学脱合金机理进行了归纳总结;其次,从纳米催化剂(组分、粒径、表面暴露晶面)和电化学脱合金条件(电位、扫描速率、气氛)两大方面分析了电化学脱合金在铂基催化剂微观结构调控中的机理,并对其未来的研究发展进行了展望.

Keyword ：

氧还原反应 透射电子显微学 铂基催化剂 微结构 电化学脱合金 燃料电池

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为了辅助燃料电池车辆预热，提升燃料电池在低温下的冷启动速率以及降低电动车能耗，该文提出了一种基于热泵和蓄热装置联合的燃料电池电动车供暖方案，并开展了燃料电池车辆系统动态仿真研究，对比了有无蓄热装置辅助的系统对车辆运行过程的影响。结果表明:在寒冷运行环境下，蓄热装置可确保驾驶循环工况下循环冷却液热量来源的连续性,相较于无蓄热装置的热管理系统，热泵和蓄热联合供暖方案可使空调系统能耗下降26%；利用蓄热装置辅助的供暖系统能够改善燃料电池电动车的冬季冷启动特性，优化车辆电池系统的热管理。

Keyword ：

冷启动 电动车 蓄热 燃料电池 热泵空调

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本文基于一个两相、非等温模型，探究了燃料电池模式的化学计量比对一体式再生燃料电池性能的影响。结果表明，在燃料电池模式下提高反应物的化学计量比有利于促进传质与排水，但消耗的泵功会持续增加，因此电池性能的提升率随化学计量比的增加呈先上升后下降的趋势。在本文的运行工况下，当化学计量比为1.5时，燃料电池模式的净输出功最高；此外，在电池饥饿程度较高时，将化学计量比设置为1.5对充放电循环效率的提升率最高。

Keyword ：

一体式再生燃料电池 性能提升率 排水 化学计量比 传质

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将技术供方和专利视为整体，将供需双方是否通过某专利交易视为被解释变量，系统研究技术特征、组织实力和供需方多维邻近关系等对技术交易的影响。基于Logit模型对燃料电池领域专利数据实证研究发现：（1）考虑三维特征建立Logit模型，对交易形成预测的精度高达83.3%;(2)技术特征、组织实力特征、多维邻近特征对技术交易均有显著正向影响；（3）多维邻近特征对技术交易的促进程度远高于其他维度特征，供需双方信任是交易形成的关键因素。最后，从建立高质量技术供需数据库、技术交易信任体系、技术交易网络及交易推荐机制等方面提出对策思考。

Keyword ：

技术供需交易 Logit模型 多维邻近性 技术特征

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质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆结构是由端板、绝缘板、集流板、双极板、密封线和膜电极等共同组成,在组装电堆时,密封线之间以及密封线和膜电极之间的压力分配直接关系到电堆结构的稳定性。本文通过数值模拟的方式,以简化模型为例,探究双层密封线高度设计对密封线之间应力应变分布的影响,为电堆结构的优化提供参考依据。

Keyword ：

电堆 数值模拟 质子交换膜燃料电池 应力分布 密封线

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A heating schedule of fuel cell vehicles, which was based on heat pumps combined with thermal storage system was proposed to facilitate the pre-heating of fuel cell vehicles and increase the cold-start rates with decreasing the energy consuming of fuel cell vehicles. The dynamic simulation of fuel cell vehicle system was carried out, and the influence of the system with or without heat storage device on the vehicle operation was compared. The results show that in freezing environments, the heat storage unit ensures the continuity of the heat source of the circulating coolant during the driving cycle, and the heat pump and combined heat storage heating solution can reduce the energy consumption of the air conditioning system by 26% compared to the thermal management system without the heat storage unit, indicating that the heating system assisted by the heat storage device can improve the cold start characteristics of fuel cell electric vehicles in winter and optimize the thermal management of the vehicle battery system. © 2024 Tsinghua University Press. All rights reserved.

Keyword ：

fuel cells electrical vehicles heat pump air conditioning thermal storage cold start

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在质子交换膜燃料电池(PEMFC)装堆过程中,膜电极(MEA)受压变形情况,对电堆性能有重要影响。为了分析MEA变形过程,建立双极板-膜电极简化三维模型,通过有限元法分析不同装配压力下单流道MEA的形变和应力分布情况,研究装配压力对MEA形变的影响,给出优化指导。

Keyword ：

质子交换膜燃料电池(PEMFC) 有限元法 膜电极 气体扩散层 装配压力

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文章以质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）系统为研究对象，分析系统中各组成部件的工作机理，在MATLAB/Simulink软件中搭建了燃料电池电堆电压、阴极、质子交换膜、阳极以及温度的数学机理模型，同时使用Simulink/Simscape物理建模平台搭建热管理系统的物理模型，将两种模型集成为完整的PEMFC系统仿真模型。在所搭建的热管理系统模型中注入典型故障：散热器风扇故障和冷却液流量不足故障，对各故障模式下的燃料电池性能进行了分析。仿真结果表明：PEMFC系统模型结果与试验结果基本一致，验证了模型的合理性；通过对热管理系统故障进行仿真，可以清楚地了解故障发生的机理，为其故障诊断提供了参考依据。

Keyword ：

热管理系统 故障仿真 建模 质子交换膜燃料电池 Simulink/Simscape

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以气体扩散层随机重构为基础,建立二维、两相、非等温质子交换膜燃料电池模型,探究扩散层孔隙率对电池输出功率及物质分布的影响.结果表明,电池内部物质分布受扩散层结构的影响,扩散层孔隙率的减小有利于电子的传导,但会阻碍电池内部的物质传输,降低电池内部物质分布的均匀性;膜两侧物质分布均受孔隙率影响,阴极侧受影响效果更显著.

Keyword ：

非均质结构 电池性能 气体扩散层 传质 质子交换膜燃料电池

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气体扩散层是质子交换膜燃料电池的关键部件,在电池内用于支撑和保护质子交换膜和催化剂层,并且为电子传导和气体输运提供通道.孔隙率作为扩散层主要参数,其大小影响扩散层特性,最终影响电池性能.所以,为获得较有利的孔隙率,本文建立三维全电池结块模型,计算定值及沿不同方向阶梯型变化孔隙率对电池性能的影响,并且计算不同电压下对应的最佳孔隙率值.结果表明,增大孔隙率可明显提升浓差极化区电池性能,但是会降低欧姆极化区性能.沿流动方向孔隙率增加可改善电池性能,但是孔隙率变化幅度不宜过大,从脊下到流道下孔隙增加可提升电池性能.不同电压下使得电流密度最大时对应的孔隙率不同,且随电压增加而降低,0.2 V时电流密度可提升5.28％.

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氢能 孔隙率 气体扩散层 数值模拟 质子交换膜燃料电池

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