氢燃料电池水管理技术分析

质子交换膜燃料电池（以下简称燃料电池）是一种直接将化学能转化为电能的发电装置，具有零排放、无污染、效率高、噪声低等优点，在交通领域具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力。燃料电池在运行过程中内部是一个很复杂的体系，车用燃料电池的工况更为复杂、多变，其水热管理是非常富有挑战的综合性工程问题。燃料电池工作过程中的产物只有水和热，水是质子传递的关键载体，水管理对燃料电池性能至关重要。膜内含水量与质子导电率密切相关，水过少会引起膜脱水，质子传输阻力大，电极活性低，电池性能变差。水过多会产生“水淹”现象，堵塞流道会影响气体分配，堵塞气体扩散层会影响气体传输，覆盖在催化层反应区域会限制反应气体与催化层接触反应。这将会导致反应气体在电堆中的每一个单片以及单片中不同的区域分配不均匀，使电堆每个单片性能参差不齐，严重影响电堆性能。因此，保持电池内部水平衡是提高电池性能和延长电池寿命的关键问题之一。