常规潜艇燃料电池AIP的方案设计

介绍了燃料电池AIP的发展概况、特点,分析了我国常规潜艇采用燃料电池AIP的可能性及必要性。在此基础上,对燃料电池常规潜艇AIP进行方案设计,利用海军部系数法计算并选取模块功率,确定了燃料电池耗氧率以及根据续航力计算需要的储氧量,分析了3种不同规格的燃料电池功率模块对水下性能如续航力、续航时间和巡航航速的影响。方案设计结果表明,燃料电池AIP系统在我国常规潜艇中具有可行性,且在水下续航力、巡航时间等性能上比一般常规潜艇优越。     

铝空（氧）电池与铝水电池水下应用可行性分析

以铝空(氧)电池与铝水电池为研究对象,详细描述了其工作原理和应用现状,并通过电化学计算,进行与氢氧燃料电池联合发电的水下应用可行性分析。分析结果表明,与氢燃料电池相比,铝空(氧)电池与铝水电池由于工作原理和特点,更加适合小功率、低储能的水下装备。此外,与氢燃料电池联用不仅使系统更加复杂,而且产生的效益也不明显。     

科海拾贝

美研制直径3毫米燃料电池美科学家成功研制世界上最小的燃料电池,直径只有3毫米,可产生0.7伏的电压,幷能持续供电30个小时。这种新型微燃料电池可在不消耗电能的情况下发电,由四个部分组成。     

燃料电池-燃气轮机底层循环性能研究

燃料电池-燃气轮机联合循环系统作为舰船电力综合系统优质动力源,具有传统热机不可比拟的高效性。本文针对燃料电池-燃气轮机底层循环构建数学模型,并对其性能进行仿真研究。目前燃料电池单堆功率相较于微型燃气轮机较小,为实现燃料电池与微型燃气轮机的功率匹配,提出多堆燃料电池与燃气轮机联合循环。分析多堆燃料电池与燃气轮机联合循环功率匹配与参数优化,使得系统在不同工况下均保持较高效率。为实现燃料电池-燃气轮机联合动力系统在水面舰艇上的应用打下坚实基础。     

燃料电池气体温湿度与电堆性能分析

系统性能指标是实现燃料电池工程化应用的瓶颈之一,系统搭建和调试过程中,空气与燃料温湿度是影响质子交换膜燃料电池性能的重要因素,对系统控制策略和辅机搭配方案的制定产生很大影响。本文通过实验与统计相结合的研究方式,研究15 kW燃料电池电堆在增湿温度分别为60℃、70℃和80℃条件下分别进行氢空单侧增湿、双侧增湿和不增湿时的输出功率、发电效率和单电池电压一致性。其中输出功率采用测试台直接测量、发电效率通过经验公式计算、电压一致性则通过巡检记录和统计方法相结合的方式评价。结果表明70℃时各增湿方案下优于其他温度同等湿度条件下的电堆性能,有增湿条件明显优于无增湿方案电堆性能,而双侧增湿和氢空单侧增湿对电堆性能影响不大。     

燃料电池的开发利用

在六十年代,用做载人卫星电源,使用了阳离子交换膜(简称SPE)燃料电池及碱液电解质燃料电池。近年国外用浓磷酸做电解质的燃料电池(美国Unit Technologies制造)4.5MW     

燃料电池技术及其在船舶上的应用

以氢为燃料的燃料电池技术正快步迈向实用化，燃料电池装置在船舶上的应用研究取得了巨大的成就，采用燃料电池混合动力的潜艇已投入运行。本文对燃料电池技术的现状及在船舶上的应用前景进行了分析与介绍。     

西门子SINAVY燃料电池

<正>燃料电池可以从氢和氧中直接产生电能,和传统的燃烧发电方式相比,它效率更高且没有污染性物质的排放。它的运行没有噪音。质子交换膜燃料电池有下列优点:——快速开关能力——电压等级低,使用寿命长——工作温度低(80℃)——无需腐蚀性电解液和传统的AIP(不依赖空气推进)系统相比,西门子的     

深海作业平台燃料电池AIP液氧系统供氧仿真分析

针对目前以燃料电池为动力的深海作业平台供氧不稳定,液氧罐压力随着作业工况的不同波动较大,还未考虑燃料电池对液氧罐压力的影响等问题,以某型使用燃料电池为动力的深海作业平台为对象,建立从用氧端到储氧端的液氧系统供氧数学模型,以Matlab/Simulink软件为平台,根据不同工况下的功率及用氧量的变化,对液氧系统进行动态仿真分析。仿真结果表明,深海作业时,由所需电功率变化引起平台用氧量变化的过程中,仿真过程具有较好的稳定性和动态响应,液氧系统能够根据工况的不同为燃料电池及人员呼吸持续提供氧气,保证10人在水下持续作业20 d以上,可有效满足深海作业平台能够长时间全天候在深海作业的需求。     

中高温固体氧化物燃料电池发电系统发展现状及展望

本文概述了中高温固体氧化物燃料电池技术的基本情况,着重介绍了国外固体氧化物燃料电池技术的发展现状,展望了固体氧化物燃料电池的发展趋势,及其在城市/家庭热电联供、移动/固定式电站、与燃气轮机联合发电及船舶等领域的应用前景,并对我国固体氧化物燃料电池的发展思路进行了分析。     

燃料电池技术及其船舶应用现状

燃料电池由于具有高效率、低排放和低噪声、可使用多种燃料等特性,已在很多领域得以应用,比如可用作船舶应急发电机、发电机及推进器电力供应装置。简要介绍燃料电池技术,从效率、能量利用及排放等方面分析燃料电池的特点,并以Wart sila公司开发的应用于船舶的固体氧化物燃料电池WFC20为例,介绍目前最先进的船舶燃料电池的性能指标和工作参数,对燃料电池在船舶应用的现状及主要不足进行探讨。     

燃料电池技术及其在潜艇动力方面的应用前景

各类燃料电池的技术特点和开发水平各有不同，包括早期航天用的氢氧碱性燃料电池和后来用于发电站的磷酸燃料电池，而将质子交换膜燃料电池用于电动汽车，近期有了突飞猛进的发展，潜艇AIP系统也将目光瞄准了燃料电池，德国U212／214和俄罗斯“阿穆尔”级潜艇都已开发使用了燃料电池AIP系统。     

燃料电池和锂电池在船用领域的对比分析

本文首先比较燃料电池和锂电池的技术特点,然后以功率范围120~1200 kW,储能范围1~10 MWh的船用燃料电池和锂电池系统为对象,对比分析其重量、体积和价格,最后针对大功率、高储能的船型提出燃料电池和锂电池混合的动力方案。     

船用燃料电池向商业化迈进

日前,一个全尺寸的燃料电池成功地安装到了一艘在北海运营的海洋工程供应船“VikingLady”号上,这是全球第一艘通过燃料电池技术进行船上发电试验的营运船舶。这项名为FellowSHIP的研究项目可能预示着未来在船舶动力系统的环保革新。     

考虑氯化钠中毒影响的PEMFC电化学性能仿真

氯化钠中毒对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell ,PEMFC)电化学性能有重要影响。通过量纲分析方法修正电化学模型并利用COMSOL Multiphysics平台量化分析氯化钠浓度对质子交换膜燃料电池性能影响，最后验证了修正电化学模型的准确性。结果表明：随着阴极空气中氯化钠浓度增大，电池电化学性能降低。低电流密度时，氯化钠浓度变化对质子交换膜燃料电池极化曲线、功率密度曲线几乎无影响；中、高电流密度时，电池输出电压、最大输出功率随氯化钠浓度增加而降低。当氯化钠浓度达到 8×10^-5mg·cm^-3，膜最大、最小电流密度分别下降30.83%、25.23%，最大输出功率密度下降50.00%。 关键词：质子交换膜燃料电池；氯化钠中毒；电池性能；数值仿真     

现代燃料电池系统的商业化进展

在最近3年里，公共领域对燃料电池动力系统的关注程度有明显的提高。特别是在北美、日本、德国及冰岛等地首先考虑的是氢燃料转化的经济性。而在英国，情况不是这样，根据政府关于未来运输政策的声明及在沃金公司商业化燃料电池动力装置的首次公开演示，这一情况得到了改善。介绍了燃料电池技术在运输业、固定式动力及军品市场的发展现状。所有主要汽车制造商继续评估燃料电池驱动汽车的应用前景，许多工作都是由加利福尼亚燃料电池合作商提供赞助。在美国、日本和欧洲的这一领域，正在进行首批固定式动力装置样机的评估。美国海军的电动舰船项目继续评估采用Dieso 76作为氢源的熔融碳酸盐和质子交换膜燃料电池系统。HDW公司的燃料电池驱动潜艇项目继续向前发展，该项目以第一艘潜艇和1个增加的订货清单命名。但是，关键技术难题仍制约燃料电池系统的普及。燃料电池系统造价仍旧很高，氢的来源及利用率一直是该技术主要挑战性与竞争性难题，有待进一步改进。详细介绍了燃料电池防卫应用方面的进展，讨论了商业化燃料电池在未来防卫应用方面的研制成果。     

基于燃料电池船舶混合电力推进系统的功率追踪控制策略

为提升混合电力推进船舶的续航能力，针对小型船舶巡航负荷的特点，组建以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统。选取典型船舶确定试验平台运行工况，设计与其相匹配的增程式燃料电池混合动力系统，并搭建质子交换膜燃料电池与锂电池混合电力推进系统的试验台架。以适配巡航工况为目的，基于锂电池荷电状态（SOC）调节功率追踪，获取燃料电池与锂电池间的能量分配策略。研究结果表明，该功率追踪控制策略能实现母线功率输出与模拟船舶工况间的适配。当将锂电池作为主要动力源时，系统发电单元的转换效率可维持在85%左右；当将燃料电池作为主要动力源时，系统发电单元的转换效率仅维持在75%左右。由此说明，以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统的设计是合理的。     

船用氢燃料动力标准研究

氢燃料是一种零碳排放的清洁能源,在全球温室气体减排的大趋势下,众多耗能行业正在积极探索氢燃料应用技术,船用氢燃料动力也成为未来船舶动力的重要发展方向之一。本文围绕船用氢燃料动力,从应用模式、标准化现状等角度,全面探讨技术可行性、示范应用案例以及配套标准情况,研究认为氢燃料电池技术较氢内燃机技术在船舶领域更具应用前景。最后,结合船用氢燃料电池动力的基本原理,提出了船用氢燃料电池动力标准体系。     

潜艇燃料电池-核动力联合动力装置研究

目前燃料电池已在国外常规潜艇上使用,具有独特优势。随着燃料电池技术的逐渐成熟,其在核潜艇上应用的可能性逐渐增大。本文对燃料电池在核潜艇上的应用可行性进行了探讨,对燃料电池功率、体积、重量以及型号选择进行了分析,最后总结了燃料电池在核潜艇上应用的优势以及待突破的关键技术。     

配备氢燃料辅助动力的赏鲸船投入运营

最近，EldingⅠ号赏鲸船重新投入运营，除常规的柴油发动机之外，还装备有氢燃料电池设备。根据德国劳氏船级社的《船上燃料电池系统指南》，汉堡基地GL评估认为该燃料电池系统及其整合集成合格和成功。有GL官员称，这次旅程是氧技术在船用领域迈出的重要一步，显示了技术创新能力。