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公开(公告)号：CN109904481A
公开(公告)日：2019-06-18
申请号：CN201910047729.7
申请日：2019-01-18
申请人： 天津大学
IPC分类号： H01M8/0232
摘要： 本发明公开了一种固体氧化物燃料电池金属泡沫流道的阴极优化结构，其结构组成为：阳极连接体、阳极支撑层、阳极催化层、电解质层、阴极催化层、阴极扩散层、金属泡沫集电器、平板金属连接体、以及阴极连接体自上而下按顺序结合为一体，其中金属泡沫集电器平行插入阴极扩散层与平板金属连接体之间，作为阴极流道的组件。阴极催化层、阴极扩散层采用多孔金属陶瓷复合材料，平板金属连接体为表面平整金属板，不具有沟脊结构。多孔金属泡沫集电器具有良好的导电、导热性和较大的孔隙率，将其作为固体氧化物燃料电池阴极流道易于氧气在阴极催化层和阴极扩散层内的传输，使氧气浓度分布更为均匀，不会出现传统沟脊结构中脊下方氧气被完全消耗的情况。
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公开(公告)号：CN109881209A
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201910159308.3
申请日：2019-03-04
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开了一种固体氧化物电解池组合泡沫流场的优化结构，具体为：阴极入口空腔分配区、阴极金属泡沫和阴极出口集聚区依次连接形成阴极流场，并且该流场置于阴极双极板和阴极气体扩散层之间。阳极入口空腔分配、阳极金属泡沫和阳极出口集聚区水平连接形成阳极流场，并且该流场置于阳极双极板和阳极催化层之间。阴极入口空腔分配区、阴极金属泡沫和阴极出口集聚区连接的顺序与阳极对应区域的连接顺序互逆，两种气体流道的方向交叉。金属泡沫具有良好的导电和导热特性，同时又具有较大的孔隙率，能促使气体从流场向扩散层和催化层传输，从而提高阴极催化层中反应物浓度、降低阳极产物浓度，并提高物质分布均匀性。
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公开(公告)号：CN109873186A
公开(公告)日：2019-06-11
申请号：CN201910162441.4
申请日：2019-03-05
申请人： 天津大学
IPC分类号： H01M8/04298 , H01M8/04992
摘要： 本发明公开了一种建立质子交换膜燃料电池的准二维模型建立方法，该模型的建立主要包括：求解流道内传质方程、求解沿流道的局部电流密度和电池输出电压、顺逆流进气模式下，准二维模型的迭代求解等。由于电池运行时由于反应气体的消耗，沿流道方向存在反应气浓度的下降，催化层反应速率的变化使得电池沿流道方向各节点电流密度不同。模型考虑了沿流道方向的实际反应气体浓度分布，能够更好地反映电池运行的局部特性，使模型物理过程更完整，提高了模型的准确性和应用价值，特别有助于电堆及系统级燃料电池模型的开发，推动燃料电池实际应用领域的发展。模型的求解方法具有更好的收敛性和计算效率，有助于模型快速稳定地对电池运行情况进行预测。
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公开(公告)号：CN104993740B
公开(公告)日：2017-08-08
申请号：CN201510391980.7
申请日：2015-07-07
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开一种分段式温差发电器结构设计方法，确定温差发电器所用材料的物性参数、几何参数和所处的工作环境，设计功率因子和效率因子并利用这两个因子，通过迭代法计算p/n型半导体两端的工作温度区间，待确定工作温度区间之后即可计算分段式温差发电器分段比例，进而获得分段式温差发电器的设计结构。与现有技术相比，本设计方法能够将具有不同最佳工作温度范围的半导体材料进行组合，最大限度地利用现有半导体材料的潜能，能够大幅提升温差发电器的性能。
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公开(公告)号：CN106951677A
公开(公告)日：2017-07-14
申请号：CN201710088390.6
申请日：2017-02-20
申请人： 天津大学
IPC分类号： G06F19/00
摘要： 本发明提出了一种建立质子交换膜燃料电池瞬态过程模型仿真的方法，沿电池垂直于极板方向，求得变工况下每一时刻电池内水瞬态变化、反应气体瞬态变化和电压瞬态变化，然后据此求得对应时刻的燃料电池输出电压，由此预测电池瞬态性能。具体步骤主要包括3个部分：电池内水瞬态变化过程；反应气体瞬态变化过程；电压瞬态变化过程。从燃料电池电化学机理、水管理和传质分析角度建立的全电池瞬态模型，具有对燃料电池性能分析准确性高，研究性强的特点，同时采用显式解法以保证高计算效率。该模型可用于预测电池在瞬态过程中的性能变化，燃料电池在变工况运行下达到稳定的响应时间，还能从反应物和水输运过程探明燃料电池性能波动和衰退的原因。
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公开(公告)号：CN103219535A
公开(公告)日：2013-07-24
申请号：CN201310173850.7
申请日：2013-05-10
申请人： 天津大学
IPC分类号： H01M8/04
摘要： 本发明公开了一种质子交换膜燃料电池堆冷启动的控制方法，选择带有加热功能的燃料电池组，燃料电池组在低于0℃以下的环境中进行启动时，电加热装置首先启动，对电池组中部一个或者多个单电池进行加热，直到被加热的电池温度大于0℃并开始产生电流时，立即关闭电加热装置，尽量减少消耗外部能量，该单电池内部电化学反应释放的热量会逐渐熔化与其相邻的单电池中的冰，并逐渐产生连锁效应，使得电池组中的单电池由中间向两边逐步启动，最终达到顺利的冷启动。
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公开(公告)号：CN118409217A
公开(公告)日：2024-07-30
申请号：CN202410481640.2
申请日：2024-04-22
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01R31/367 , H01M8/04298 , H01M8/04313 , H01M8/04537 , G16C20/10 , G01R31/389 , G01R31/378 , G01R31/36
摘要： 本发明公开了一种基于电化学机理构建燃料电池阻抗谱分析模型的方法，模型包括4个部分：求解阴极内的氧气传输；求解阴极的活化过电势及电流密度；求解PEMFC内部的瞬态响应，进而获得质子交换膜燃料电池的输出电压；求解电化学阻抗谱图。本发明提出的建模方法能够准确反应燃料电池的反应机理和电池性能，进而通过机理模型解释质子交换膜燃料电池的电化学阻抗谱数据。模型的输入参数涵盖了电池运行中的多项操作工况参数和电池材料设计参数，使得使模型结果较为精确，能够准确反映质子交换膜燃料电池内部的活化性能，传质效率等关键参数，以实现不同工况下，对质子交换膜燃料电池电化学阻抗谱图的模拟和解释。
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公开(公告)号：CN118114497A
公开(公告)日：2024-05-31
申请号：CN202410327379.0
申请日：2024-03-21
申请人： 天津大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06Q50/06 , G06F119/02 , G06F111/04
摘要： 本发明提出了一种基于可再生能源发电的氢与氨储能系统建模方法，主要包括构建可再生能源发电模型、氢与氨储能系统模型、制定约束条件、以及建立系统仿真模型等步骤。在可再生能源发电系统方面，详细介绍了风力发电和太阳能电池发电的建模方法。对于储能系统，对氢与氨储能系统进行了详尽的说明，包括PEM电解池以及合成氨系统的建模方法。建立好系统模型后，分别构建各设备自身约束条件以及系统运行的约束条件，进而对综合能源系统仿真模型进行系统的仿真计算，以得到各部件的功率生成或消耗情况、系统制氢量和制氨量等关键参数。实现了对整个氢与氨储能系统的准确建模和性能评估，该方法的应用有助于优化系统性能和提高运行的稳定性。
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公开(公告)号：CN115966731B
公开(公告)日：2024-05-07
申请号：CN202211492841.X
申请日：2022-11-25
申请人： 天津大学
IPC分类号： H01M8/04298 , H01M8/04992 , H01M8/1018 , G06F30/20 , G06F111/08 , G06F119/08
摘要： 本发明公开了一种质子交换膜燃料电池催化层局部氧气传输过程仿真方法，模型的建立包括了6个部分：构建催化剂载体模型；构建催化剂模型；构建全氟磺酸聚合物、水分子、水合氢离子和氧气分子模型；构建电解质薄膜覆盖催化剂及其载体的初始模型；构建电解质薄膜覆盖催化剂及其载体的平衡模型；以及构建氧气穿越电解质薄膜传输过程模型。综合考虑催化层微观结构及氧气传输现象，包含对如催化剂周围电解质薄膜形貌和氧气传输路径等关键性问题的合理解释。提供了一个较完整的以实验方法难以观测的催化剂周围微观传输现象的方法。为进一步研究催化层局部氧气传输机理和局部结构优化设计提供了有效工具。
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