溫度和濕度差異對燃料電池的影響

據(ju)國(guo)外(wai)媒(mei)體(ti)報(bao)道(dao)

，氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)有(you)望(wang)在(zai)多(duo)方(fang)麵(mian)投(tou)入(ru)使(shi)用(yong)
，成(cheng)為(wei)下(xia)一(yi)代(dai)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)。然(ran)而(er)其(qi)需(xu)要(yao)精(jing)確(que)的(de)溫(wen)度(du)和(he)濕(shi)度(du)控(kong)製(zhi)使(shi)性(xing)能(neng)處(chu)於(yu)最(zui)佳(jia)狀(zhuang)態(tai)。如(ru)果(guo)內(nei)部(bu)條(tiao)件(jian)太(tai)幹(gan)或(huo)太(tai)濕(shi)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)將(jiang)無(wu)法(fa)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。

但是
，從微觀角度觀察工作中的燃料電池內部仍存在很大挑戰。所以伯克利實驗室和阿貢國家實驗室基於X射線成像技術，研究了不同溫度和濕度條件下燃料電池內部的工作情況，使用的設備是被稱為同步加速器的X射線源。

yanjiurenyuannenggoukuaisudeyigaofenbianlvjinxingsanweichengxiang，congerguancharanliaodianchizaigongzuotiaojianxiadeshijineibuqingkuang。yanjiutuanduidajianleyigeceshipingtai，yimonizaigongqinghegongyangtiaojianxia，PEMFC的工作溫度。

這項研究旨在找到燃料電池內濕度和溫度的平衡點，以及燃料電池中水的排出。例如：控kong製zhi水shui蒸zheng氣qi在zai電dian池chi中zhong的de凝ning結jie點dian，可ke以yi有you效xiao的de防fang止zhi其qi對dui氣qi體ti的de阻zu塞sai。此ci外wai
，如ru果guo水shui分fen不bu排pai出chu，會hui覆fu蓋gai催cui化hua劑ji，阻zu礙ai氧yang氣qi的de反fan應ying。但dan必bi須xu保bao證zheng一yi定ding的de濕shi度du才cai能neng確que保bao電dian池chi中zhong的de膜mo能neng有you效xiao地di傳chuan導dao離li子zi。該gai項xiang實shi驗yan，反fan映ying了le溫wen度du變bian化hua過guo程cheng中zhong電dian池chi內nei水shui分fen蒸zheng發fa
，冷leng凝ning和he分fen布bu的de詳xiang細xi情qing況kuang。將jiang其qi與yu理li論lun模mo型xing進jin行xing比bi較jiao，最zui終zhong可ke以yi優you化hua水shui的de管guan理li，從cong而er優you化hua電dian池chi性xing能neng。

實驗的平均溫度從華氏95到122度，溫度變化在60到80度之間（熱到冷）。測試大約進行四個小時，以提供燃料電池水熱模型的關鍵信息。

該(gai)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)包(bao)括(kuo)一(yi)個(ge)顯(xian)示(shi)水(shui)在(zai)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)中(zhong)如(ru)何(he)蒸(zheng)發(fa)的(de)熱(re)端(duan)，以(yi)及(ji)一(yi)個(ge)顯(xian)示(shi)水(shui)蒸(zheng)氣(qi)如(ru)何(he)冷(leng)凝(ning)並(bing)驅(qu)動(dong)水(shui)分(fen)遷(qian)移(yi)的(de)冷(leng)端(duan)。研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)
，盡(jin)管(guan)碳(tan)纖(xian)維(wei)層(ceng)的(de)導(dao)熱(re)率(lv)隨(sui)著(zhe)水(shui)含(han)量(liang)的(de)下(xia)降(jiang)而(er)略(lve)有(you)下(xia)降(jiang)，但(dan)即(ji)使(shi)是(shi)最(zui)輕(qing)微(wei)的(de)飽(bao)和(he)
，也(ye)會(hui)使(shi)導(dao)熱(re)率(lv)達(da)到(dao)幹(gan)燥(zao)碳(tan)纖(xian)維(wei)層(ceng)的(de)兩(liang)倍(bei)。研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)發(fa)現(xian)，細(xi)胞(bao)內(nei)的(de)水(shui)分(fen)蒸(zheng)發(fa)量(liang)在(zai)華(hua)氏(shi)120度左右顯著增加。實驗表明

，水分布的精度為百萬分之一，並且發現水分傳輸主要由兩個過程驅動：燃ran料liao電dian池chi的de運yun行xing和he電dian池chi中zhong水shui的de淨jing化hua。同tong時shi，較jiao大da的de水shui團tuan簇cu蒸zheng發fa的de更geng快kuai，且qie燃ran料liao電dian池chi中zhong水shui團tuan簇cu的de形xing狀zhuang傾qing向xiang於yu扁bian平ping的de球qiu體ti，而er在zai碳tan纖xian維wei層ceng的de空kong隙xi中zhong更geng傾qing向xiang於yu足zu球qiu狀zhuang。

研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)認(ren)為(wei)，一(yi)些(xie)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)將(jiang)圖(tu)像(xiang)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)
，從(cong)而(er)獲(huo)得(de)更(geng)大(da)的(de)觀(guan)察(cha)角(jiao)度(du)。將(jiang)圖(tu)像(xiang)結(jie)合(he)後(hou)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)測(ce)試(shi)前(qian)後(hou)的(de)圖(tu)像(xiang)差(cha)，找(zhao)到(dao)電(dian)池(chi)中(zhong)失(shi)效(xiao)點(dian)位(wei)出(chu)現(xian)的(de)地(di)方(fang)。