The invention discloses a direct methanol fuel cell current efficiency testing device and calculation method, which deduces the calculation formula of the total efficiency of the direct methanol fuel cell system; measures the electric energy generated by the system and the concentration of methanol solution at the anode outlet; calculates the total efficiency of the consumed methanol fuel and the direct methanol fuel cell system; calculates the thermodynamic efficiency, voltage efficiency, BOP efficiency, and the most. The current efficiency is calculated. The beneficial effect of the invention is that the total efficiency of the direct methanol fuel cell system is calculated by measuring the methanol concentration and volume of the anode outlet solution. According to_=_heat*_voltage*_current*_BOP, the total efficiency is separated to obtain thermodynamic efficiency, voltage efficiency and current efficiency, and then the current efficiency is obtained. The method is simple and efficient to realize the total efficiency and each of the direct methanol fuel cell. The test and analysis of single efficiency is efficient and accurate, which provides a theoretical basis for optimizing the total efficiency of methanol fuel cell system.
【技术实现步骤摘要】
一种直接甲醇燃料电池电流效率测试装置及计算方法
本专利技术属于燃料电池测试
,尤其涉及一种直接甲醇燃料电池电流效率测试装置及计算方法。
技术介绍
直接甲醇燃料电池是一种将燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的一种化学电源,是一种能量转化装置,它不同于二次电池的能量存储机制。评价直接甲醇燃料电池性能指标除功率、工作寿命、重量、成本等因素外,还有一项最重要的指标——效率。一般来讲,能量转换装置的总效率是指装置输出的能量占输入能量的百分数比,即输出能量/输入能量×100%,对于直接甲醇燃料电池的总效率而言,其直接甲醇燃料电池总效率定义为系统生成的电能与消耗的甲醇燃料所具备的能量的比值,通常直接甲醇燃料电池总效率表达式由以下几部分组成:1.热力学效率η热,也称极限效率,是燃料电池理论上能达到的最高效率;2.电化学效率η电压,也称电压效率,是燃料电池实际放电电压与可逆电动势的比值;3.燃料发电效率η电流,也称电流效率,是实际生成的电流与按消耗反应物计算所生成的理论电流的比值;4.BOP效率ηBOP,扣除系统内耗后的效率。直接甲醇燃料电池总效率是所有效率综合的结果,可表示为η=η热*η电压*η电流*ηBOP,每一种效率的高低都影响着直接甲醇燃料电池总效率。在四种效率中,热力学效率η热大小为电池反应的吉布斯自由能与生成焓的比值,对于确定的电池而言,其值大小与温度有关,但影响不大;BOP效率ηBOP与电池系统自身内耗相关,对于特定的电池系统而言,一般是确定的;对电压效率η电压而言,在固定的工作条件下,低负载的情况下效率高,高负载的情况下效率低;对于电流效率η电 ...
【技术保护点】
1.一种直接甲醇燃料电池电流效率测试装置,包括燃料进料装置、温度调节装置、反应物回收测量装置和电子负载,待测燃料电池电堆与所述燃料进料装置连接,所述电子负载与燃料电池电堆电连接,所述温度调节装置与燃料电池电堆连接;其特征在于:所述反应物回收测量装置包括引流管、体积测量装置和浓度测量装置,引流管一端与电堆阳极出口相连接,另一端连接体积测量装置和浓度测量装置。
【技术特征摘要】
1.一种直接甲醇燃料电池电流效率测试装置,包括燃料进料装置、温度调节装置、反应物回收测量装置和电子负载,待测燃料电池电堆与所述燃料进料装置连接,所述电子负载与燃料电池电堆电连接,所述温度调节装置与燃料电池电堆连接;其特征在于:所述反应物回收测量装置包括引流管、体积测量装置和浓度测量装置,引流管一端与电堆阳极出口相连接,另一端连接体积测量装置和浓度测量装置。2.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池电流效率测试装置,其特征在于:所述燃料进料装置包括供液装置和供气装置,所述供液装置连接燃料电池电堆的阳极进口,供气装置连接燃料电池电堆阴极进口。3.根据权利要求2所述的一种直接甲醇燃料电池电流效率测试装置,其特征在于:所述供液装置包括甲醇溶液储液罐和液泵;所述供气装置包括气源和流量控制器。4.根据权利要求1或3所述的一种直接甲醇燃料电池电流效率测试装置,其特征在于:所述温度调节装置包括加热装置、继电器和温控表;所述加热装置与继电器、温控表电连接,安装于电堆上。5.根据权利要求4所述的一种直接甲醇燃料电池电流效率测试装置,其特征在于:所述加热装置为加热片或加热棒。6.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池电流效率测试装置,其特征在于:所述浓度测量装置为气相色谱仪。7.一种直接甲醇燃料电池电流效率计算方法,其特征在于实用权利要求1-6任一项所述直接甲醇燃料电池效率测试装置并按照如下步骤进行:S1.直接甲醇燃料电池系统总效率计算式的推导;根据定义直接甲醇燃料电池总效率η为系统生成的电能与消耗的甲醇燃料所具备的能量的比值,计算式为:η=W电/Q甲醇其中:W电为系统生成的电能;Q甲醇为消耗的甲醇燃料中的化学能,计算式为:Q甲醇=-ΔH*(c0*v*t-c1...
【专利技术属性】
技术研发人员:鄂彬,汪晔,魏伟,孙公权,李山,
申请(专利权)人:中科军联张家港新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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