质子交换膜燃料电池在不同放电状态下的阻抗分析

尚德华 1; 马斌 1; 张广升 1; 郭烈锦 1; 刘洪潭 1; 2

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质子交换膜燃料电池在不同放电状态下的阻抗分析

氢能研究 | 更新时间：2025-12-08

- 质子交换膜燃料电池在不同放电状态下的阻抗分析
- Analysis of Impedance with Different Discharge Current in Proton Exchange Membrane Fuel Cell
- 西安交通大学学报 2008年42卷第5期页码：622-625
- 作者机构：
  
  西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安,710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 200-08-23. 作者简介: 尚德华(1982-),男,硕士;郭烈锦(联系人),男,教授,博士生导师. 基金项目: 教育部长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT0457);国家自然科学基金创新研究群体资助项目(50521604)
- DOI：
  中图分类号： TK91
- 网络首发：2008-05-10，
  
  纸质出版：2008
- 稿件说明：
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尚德华 1, 马斌 1, 张广升 1, 等. 质子交换膜燃料电池在不同放电状态下的阻抗分析[J]. 西安交通大学学报, 2008,42(5):622-625.

尚德华 1, 马斌 1, 张广升 1, et al. Analysis of Impedance with Different Discharge Current in Proton Exchange Membrane Fuel Cell[J]. 2008, 42(5): 622-625.
尚德华 1, 马斌 1, 张广升 1, 等. 质子交换膜燃料电池在不同放电状态下的阻抗分析[J]. 西安交通大学学报, 2008,42(5):622-625. DOI：

尚德华 1, 马斌 1, 张广升 1, et al. Analysis of Impedance with Different Discharge Current in Proton Exchange Membrane Fuel Cell[J]. 2008, 42(5): 622-625. DOI：

摘要

针对质子交换膜燃料电池在不同放电状况下具有不同阻抗的特性

通过电化学阻抗谱法测量了单蛇形流场质子交换膜燃料电池在不同放电电流下的电化学阻抗谱图

并通过R(QR)等效电路模拟得到电池在不同工作状态下的电路元件参数.实验结果表明

由于随着放电电流的增大

电池内的水由少到多再到过量

从而引起电极上的反应过程由慢到快再变缓

因此电池内部的电荷转移电阻先减小后增大.在大电流情况下

由双电层充放电效应引起的附加阻抗比较明显

使得放电电流越大

电池的系统阻抗增大越显著

而在中等放电电流(5 A)时

电池系统的阻抗最小.

Abstract

Considering the fact that proton exchange membrane(PEM)fuel cell has different impedance performances under different discharge currents

a PEM fuel cell with single serpentine flow field was investigated with electrochemical impedance spectroscopy

and the R(QR)equivalent circuit was used to calculate the circuit element parameters. The experimental results show that water in the fuel cell increases from insufficient to sufficient and then excessive with the increasing discharge current. Accordingly

the electrochemical reaction rate on the electrodes increases first and then decreases

thus the charge transfer resistance decreases and then increases. The impedance of PEM fuel cell increases obviously for high discharge currents due to the accessional impedance produced by double-layer effect

while the impedance reaches minimum at medium discharge current(5 A).

关键词

Keywords

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