质子交换膜冻结温度的理论与实验研究

工程热物理学报 , 2014, 35(4): 743-746.

质子交换膜冻结温度的理论与实验研究

罗琴 ^1, , 王俊 ^2, , 涂正凯 ^3, , 潘牧 ^4, , 万忠民 ^5, , 刘志春 ^6, , 刘伟 ^7,

1.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070

2.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070

3.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070

4.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070

5.湖南理工学院电信系,湖南岳阳414006;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

6.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

7.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

基金项目: 国家自然科学基金项目(51376058) 国家973项目(2013CB228302) 国家863项目(2012AA1106016)

关键词：质子交换膜 , 含水量 , 冻结温度 , 低温启动

Theoretical and Experimental Investigation in Freezing Temperature of Proton Exchange Membrane

LUO Qin ^1, , WANG Jun ^2, , TU Zheng-Kai ^3, , PAN Mu ^4, , WAN Zhong-Min ^5, , LIU Zhi-Chun ^6, , LIU Wei ^7,

1.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070

2.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070

3.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070

4.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070

5.湖南理工学院电信系,湖南岳阳414006;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

6.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

7.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

Keywords： proton exchange membrane , water content , freezing temperature , cold startup

本文理论推导出全氟磺酸膜中水的冻结温度与摩尔含水量λ之间的关系式,并采用示差扫描量热法通过实验测试不同水含量下Nation211膜的冻结温度.结果表明:Nation211膜的冻结温度随水含量的增大而升高.当膜中水总含量λ＜7时,膜中水的冻结温度下降到-15℃以下;而当A＜20时,膜中水的冻结温度低于-20℃.理论计算与实验测试数据十分吻合.

参考文献

[1]	Kui Jiao;Xianguo Li .Three-dimensional multiphase modeling of cold start processes in polymer electrolyte membrane fuel cells[J].Electrochimica Acta,2009(27):6876-6891.
[2]	Ge XL;Wang XD;Zhang M;Seetharaman S .Correlation and prediction of activity and osmotic coefficients of aqueous electrolytes at 298.15 K by the modified TCPC model[J].Journal of Chemical and Engineering Data: the ACS Journal for Data,2007(2):538-547.
[3]	Yun Wang;Partha P. Mukherjee;Jeff Mishler;Rangachary Mukundan;Rodney L. Borup .Cold start of polymer electrolyte fuel cells: Three-stage startup characterization[J].Electrochimica Acta,2010(8):2636-2644.

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