在快速冷启动期间,用于汽车聚合物电解质燃料电池的中子成像
Wataru Yoshimune1, Yuki Higuchi1, Fangzhou Song2
1Toyota Central R&D Labs., Inc., Nagakute 480-1192, Japan. yoshimune@mosk.tytlabs.co.jp.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|November 22, 2024
概括
在冷启动过程中了解燃料电池中的水的行为对于汽车应用至关重要. 这项研究使用中子成像可视化了水的分布,揭示了改善冷启动性能和安全性的见解.
科学领域:
- 电化学工程 电化学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 中子成像应用 中子成像应用.
背景情况:
- 在零度以下的温度下,燃料电池中的相位转换会影响电化学性能和设备的寿命.
- 汽车燃料电池经常因冬季的运行需求而遇到冷启动挑战.
- 在冷启动过程中,燃料电池堆内部的内部过程存在有限的视觉数据,这阻碍了性能优化.
研究的目的:
- 使用操作中子成像在冷启动过程中可视化汽车单元内水的分布.
- 调查预先调节的废水和冷启动后的融水对冷启动性能的影响.
- 为提高燃料电池在零度以下条件下的安全性和性能提供见解.
主要方法:
- 开发一个与快速加热装置集成的操作中子成像系统.
- 使用单元格设置模拟汽车燃料电池堆行为.
- 在三种不同的零下温度下进行冷启动测试.
主要成果:
- 在冷启动过程中成功可视化燃料电池内部的水分配动态.
- 预先调节剩余水对冷启动行为所观察到的影响.
- 冷启动后融水对快速冷启动性能的影响.
结论:
- 操作中子成像为燃料电池冷启动过程提供了关键的视觉洞察力.
- 包括残留和融水在内的水资源管理是高效冷启动的关键因素.
- 这些发现有助于提高汽车燃料电池在寒冷气候中的可靠性和性能.
