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商用氫燃料電池系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)及異常識(shí)別檢測(cè)新方法！
2022年10月27日 13:02:57 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點(diǎn)擊量：5247

近日,，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院特任研究員毛磊團(tuán)隊(duì)在氫燃料電池?zé)o損檢測(cè)方面取得突破性進(jìn)展,。

　　【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】當(dāng)前人類(lèi)建立在以消耗煤炭、石油,、天然氣為主的不可再生能源基礎(chǔ)之上的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,，導(dǎo)致了日益突出的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,，建立人與自然的和諧關(guān)系,，發(fā)展風(fēng)能、水能,、太陽(yáng)能,、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等綠色能源,，成為世界各國(guó)高度關(guān)注的課題,。
 
　　氫燃料電池是以氫氣為燃料，通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置,，具有能量轉(zhuǎn)換效率高,、零排放、無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn),，相應(yīng)技術(shù)進(jìn)步可推動(dòng)氫氣制備,、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)體系的發(fā)展升級(jí),。在新一輪能源革命驅(qū)動(dòng)下,，世界各國(guó)高度重視氫燃料電池技術(shù)，以支撐實(shí)現(xiàn)低碳,、清潔發(fā)展模式,。
 
　　然而目前影響商用氫燃料電池系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用的主要因素是電池運(yùn)行過(guò)程中可靠性需要評(píng)估，即電池異常狀態(tài)需要及時(shí)識(shí)別,。目前,，主要的狀態(tài)識(shí)別方法難以對(duì)電池內(nèi)部狀態(tài)變化的發(fā)展路徑及對(duì)應(yīng)機(jī)理進(jìn)行檢測(cè)及分析，從而無(wú)法根據(jù)識(shí)別結(jié)果對(duì)氫燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)控,，進(jìn)而保障氫燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)行安全,。
 
　　除此之外，在氫燃料電池運(yùn)行過(guò)程中,，電池性能狀態(tài)與其內(nèi)部水分布,、電流分布息息相關(guān)。目前,，相關(guān)技術(shù)主要通過(guò)材料分析,、水傳輸分布、電流分布等手段來(lái)評(píng)估氫燃料電池性能狀態(tài),，然而這些技術(shù)會(huì)干擾電池的運(yùn)行狀態(tài),，甚至破壞電池固有結(jié)構(gòu)和性能，進(jìn)而很難保證技術(shù)可靠性和實(shí)用性,。
 
　　近日,，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院特任研究員毛磊團(tuán)隊(duì)在氫燃料電池?zé)o損檢測(cè)方面取得突破性進(jìn)展。他們首先建立氫燃料電池仿真模型,，分析其在不同運(yùn)行狀態(tài)下的電流和磁場(chǎng)分布變化,；進(jìn)而搭建氫燃料電池外部磁場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)磁場(chǎng)成像分析氫燃料電池系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)變化路徑及對(duì)應(yīng)機(jī)制,。
 
　　研究團(tuán)隊(duì)將氫燃料電池內(nèi)部電流分解為平行膜方向膜電流和垂直膜方向主電流,，并揭示了氫燃料電池故障時(shí)性能下降的本質(zhì)原因——參與化學(xué)反應(yīng)的主電流減少，寄生損耗的膜電流增加,，因此膜電流及其激發(fā)磁場(chǎng)可以反映電池性能變化,。
 
　　該項(xiàng)研究首次在該研究領(lǐng)域內(nèi)系統(tǒng)性地分析并提出了氫燃料電池的性能變化與其內(nèi)部不同分量電流和激發(fā)磁場(chǎng)的關(guān)聯(lián)機(jī)制,。同時(shí)，該項(xiàng)研究工作中還提出了一種基于磁場(chǎng)成像的氫燃料電池系統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)理論及方法,，可在氫燃料電池運(yùn)行過(guò)程中揭示狀態(tài)變化的起源和演變過(guò)程,，在商用氫燃料電池系統(tǒng)的狀態(tài)檢測(cè)及異常識(shí)別方面極具應(yīng)用潛力。
 
　　研究成果日前發(fā)表在《細(xì)胞》期刊旗下的《物理科學(xué)報(bào)告》上,。
 
　　(資料來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào))
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