基本信息
標準簡介
標準目錄
中文樣稿
Fuel Cell - Terminology
1 Scope
This standard provides uniform terminology in the forms of diagrams, definitions and equations related to fuel cell technologies.
It is applicable to include but not limited to stationary power, transportation, portable power and micro power applications.
Not found here are words and phrases, which can be found in standard dictionaries, engineering references or the IEC 60050 series.
Note: The first edition of IEC 62282 was intended as a resource for the working groups and users of the IEC 62282 series of fuel cell standards. This third edition, as well as the second edition, has been expanded into a general fuel cell glossary.
2 Diagrams of generalized fuel cell systems
2.1 Diagrams
.... ...
.... ...
2.2 Definition of diagram functions
The overall design of the power systems anticipated by this standard is formed by an assembly of integrated systems, as necessary, intended to perform designated functions, as follows:
— Automatic control system: System that is composed of sensors, actuators, valves, switches and logic components that maintain the fuel cell power system (3.49) parameters within the manufacturer’s specified limits without manual intervention.
— Fuel cell module: Equipment assembly of one or more fuel cell stacks (3.50) which electrochemically converts chemical energy to electric energy and thermal energy intended to be integrated into a vehicle or power generation system.
— Fuel cell stack: Equipment assembly of cells, separators, cooling plates, manifolds (3.70) and a supporting structure that electrochemically converts, typically, hydrogen rich gas and air reactants to DC power, heat and other reaction products.
— Fuel processing system: System of chemical and/or physical processing equipment plus associated heat exchangers and controls required to prepare, and if necessary, pressurize, the fuel for utilization within a fuel cell power system (3.49).
— Onboard energy storage: System of internal electric energy storage devices intended to aid or complement the fuel cell module (3.48) in providing power to internal or external loads.
— Oxidant processing system: System that meters, conditions, processes and may pressurize the incoming supply of oxidant for use within the fuel cell power system (3.49).
— Power conditioning system: Equipment that is used to adapt the electrical energy produced by the fuel cell stack(s) (3.50) to application requirements as specified by the manufacturer.
Foreword I
1 Scope
2 Diagrams of generalized fuel cell systems
3 Terms, definitions and abbreviations
Index
燃料電池 術語
1范圍
本標準以圖表、定義和方程等方式界定了統一的燃料電池術語。
本標準適用于固定式、交通、便攜式和微型發電等所有燃料電池技術相關的應用。
本標準中未列人的詞或短語,可在標準詞典、工程參考資料或IEC 60050系列標準中找到。
注:IEC62282的第一版意在為使用IEC62282燃料電池標準的工作組和用戶提供一個資源。本次為第三版,已經同第二版擴展為通用燃料電池術語源。
2燃料電池發電系統框圖
2.1框圖
系統邊界 功率輸入 電能、熱能、機械能 燃料 氧化劑 通風 惰性氣體 水 電磁騷擾振動、風、雨、溫度等 回收熱 廢熱 可用功率電能 廢水 廢氣、通風 電磁干擾、噪聲、振動
熱管理系統 燃料處理系統 燃料電池堆或模塊 功率調解系統 氧化劑處理系統 水處理系統 內部功率需要 通風系統 自動控制系統 內置式能量儲存裝置
圖1 固定式燃料電池發電系統(3.49.3)
系統邊界 功率輸入 電能 燃料 氧化劑 通風 惰性氣體 水 電磁騷擾振動、風、雨、溫度等 廢熱 可用功率 電能 廢水 廢氣、通風 電磁干擾、噪聲、振動
熱管理系統 燃料處理系統 燃料電池堆 功率調解系統 氧化劑處理系統 水處理系統 內部功率需要 通風系統 自動控制系統 內置式能量儲存裝置
圖2 便捷式燃料電池發電系統(3.49.2)
水箱(任選) 燃料容器 熱管理 廢熱 機械界面信號界面 燃料供給界面或 內部貯存器(任選) 內部動力需求(任選) 燃料管理 空氣管理燃料電池或微型燃料電池模塊 功率調節器 機械界面 信號界面 電力端口 可用功率 充電電池或電容器(任選) 廢物箱(任選) 水和/或副產品管理 無用產物和未使用的燃料 微型燃料電池動力單元 微型燃料電池發電系統
圖3 微型燃料電池發電系統(3.49.1)
外部燃料源 內置式能量儲存裝置 燃料處理系統(間接氫燃料電池) 燃料電池模塊 內置式能量儲存裝置(內部) 控制器和電動機 變速箱 車輪 燃料電池車
圖4 燃料電池車(3.51)
2.2框圖功能的定義
本標準所能預期的發電系統的總體設計由下面所述能實現規定功能的系統的必要組合而成:
——自動控制系統:由傳感器、制動器、閥門、開關和邏輯元件組成的系統,用以使燃料電池發電系統(3.49)在無需人工干預時,參數能保持在制造商給定的限值范圍內。
——燃料電池模塊:集成于車輛或發電系統內部、由一個或多個燃料電池堆(3.50)組成的設備,通過電化學反應將化學能轉化為電能和熱能。
——燃料電池堆:由單電池、隔離板、冷卻板、歧管(3.70)和支承結構組成的設備,通過電化學反應把(通常)富氫氣體和空氣反應物轉換成直流電、熱和其他反應產物。
——燃料處理系統:燃料電池發電系統(3.49)所需要的、準備燃料及必要時對其加壓的、由化學和/或物理處理設備以及相關的熱交換器和控制器所組成的系統。
——內置式能量儲存裝置:由置于系統內部的電能儲存裝置所組成的系統,用來幫助或補充燃料電池模塊(3.48)對內部或外部負載供電。
——氧化劑處理系統:用來計量、調控、處理并可能對輸入的氧化劑進行加壓以便供燃料電池發電系統(3.49)使用的系統。
——功率調節系統:用于調節燃料電池堆(3.50)的電能輸出使其滿足制造商規定的應用要求的設備。
——熱管理系統:用來加熱或冷卻/排熱的系統,從而保持燃料電池發電系統(3.49)在其工作溫度范圍內,也可能提供對過剩熱的再利用,以及幫助在啟動階段對能量鏈加熱。
——通風系統:通過機械或自然方式向燃料電池發電系統(3.49)機殼提供空氣的系統。
水處理系統:用以對燃料電池發電系統(3.49)所用的回收水或補充水進行必要處理的系統。
對于微型燃料電池發電系統:
——燃料容器:可移除的、用戶不能自行再灌裝的存儲燃料并向微型燃料電池發電裝置(3.74)或其內部貯存器提供燃料的物件。可能的種類包括:
· 附加式:本身有外殼、并且該外殼與由微型燃料電池發電系統(3.49.1)供電的設備相連接。
· 外置式:本身有外殼、并且該外殼構成由微型燃料電池發電系統(3.49.1)供電的設備的外殼的一部分。
· 插入式:本身有外殼、并且安裝在由微型燃料電池發電系統(3.49.1)供電的設備的外殼內。
· 衛星式:與微型燃料電池發電裝置(3.74)連接后向微型燃料電池動力單元內部存儲器輸送燃料,然后移除。
——微型燃料電池動力單元:除去燃料容器后的微型燃料電池發電系統(3.49.1)。
圖中所用其他術語包括:
——排放水:從燃料電池發電系統(3.49)排出的水,包括廢水和冷凝水。
——電磁騷擾:任何可能降低裝置、設備或系統性能,或者對活的或惰性物質有不利影響的電磁現象。[IEC60050-161:1990,161-01-051
——電磁干擾:由電磁騷擾導致的設備、傳輸通道或系統的性能降低。[IEC60050-161:1990161-01-06
——回收熱:回收再利用的熱能
——廢熱:排放出的且不被回收的熱能。
3術語和定義
3.1
陽極注氧air bleed
在燃料電池(3.43)燃料進口的上游,或者在陽極(3.2)的腔室中,引入少量空氣(大約5%)到燃料流里。
注:陽極注氧的目的是通過在燃料電池的陽極(3.2)腔室中對毒物進行催化氧化從而減少像一氧化碳類物質的毒化作用。
3.2
陽極anode
燃料的氧化反應發生所在電極(3.33)。
[IEC60050-482:2004,482-02-27,修改]
3.3
活性層active laver
見催化層(3.14)。
3.4
面積area
3.4.1
電池面積cell area
垂直于電流流動方向的雙極板(3.9)的幾何面積
注:電池面積單位為平方米(m2)
3.4.2
電極面積electrode area
3.4.2.1
活性面積active area
垂直于電流流動方向的電極(3.3)的幾何面積。
注1:活性面積單位為平方米(m2)。
注2:活性面積也稱為有效面積,用于計算電池的電流密度(3.27)。
3.4.2.2
有效面積effective area
見活性面積(3.4.2.1)
3.4.2.3
電化學表面積electrochemical surface area
能夠參與電化學反應的電催化劑(3.31)表面的面積。
注1:電化學表面積表示為單位體積比表面積(m/m2)和電極體積的乘積。
注2:電化學表面積單位為平方米(m2)。
3.4.3
膜電極組件面積membrane electrode assembly(MEA)area
垂直于凈電流流動方向整個膜電極組件(3.73)的幾何面積,包括膜的活性面積(3.4.2.1)和未涂催化劑部分的面積。
注:膜電極組件(MEA)面積單位為平方米(m2)。
3.4.4
比表面積specific surface area
單位質量(或體積)催化劑(3.11)的電化學表面積(3.4.2.3)。
注1:比表面積應為單位質量(或體積)的催化劑(3.11),因其多孔結構與反應物直接接觸的電催化劑(3.31)的面積。
注2:比表面積單位為平方米每克(m2/g)或平方米每立方米(m2/m3)
3.5
可用因子availability factor
運行時間占總考察時間的比例。IEC60050-603:1986,603-05-09
3.6
軸向負荷axial load
施加在燃料電池堆(3.50)端板(3.40)上的壓縮負荷,以確保接觸和/或氣密性。
注:軸向負荷單位為帕(Pa)。
3.7
輔助系統balance of plant; BOP
基于電源或站點的具體要求,納人一個完整的發電系統的支持/輔助部件。
注:一股言,除了燃料電池堆(3.50)或燃料電池模塊(3.48)和燃料處理系統外的其他所有組件都稱為輔助系統部件。
基載運行base load operation
見滿載運行(3.77.4)。
3.9
雙極板bipolar plate
電池堆中隔離單電池的導電板,作為電流集流體(3.26),并為電極(3.33)或膜電極組件(3.73)提供機械支撐。
注:雙極板通常在其兩側有為反應物分布(燃料和氧化劑)和生成物排除的流場,也可能包含傳熱通道。雙極板提供了一個物理屏障,以避免氧化劑、燃料和冷卻劑的混合。雙極板也稱為雙極隔離板。
3.10
母線板bus bar
見電池堆電端(3.105)。
3.11
催化劑catalyst
能加速(増加速率)反應、本身不被消耗的物質。
同時見電催化劑(3.31)。
注:催化劑降低了反應活化能,從而使反應連率增加
3.12
催化劑涂層膜catalyst coated membrane; CCM
在一個聚合物電解質燃料電池(3.437)中』表面涂有催化層(3.14)、形成電極(3.33)反應區的膜。同時見膜電極組件(MEA)(3.73)。
3.13
催化劑涂層基質catalyst coated substrate; CCS
表面涂有催化層(3.14)的基質。
3.14
催化層catalyst layer
和膜的任何一面相鄰、含有電催化劑(3.31)的薄層,通常具有離子和電子傳導性。
注:催化層包括發生電化學反應的空間區域。
3.15
催化劑擔載量catalyst loading
燃料電池(3.43)中單位活性面積(3.4.2.1)上催化劑(3.11)的量,要明確是單獨陽極(3.2)或單獨陰極(3.18)擔載量,或者陽極和陰極擔載量的總和。
注:催化劑擔載量單位為克每平方米(g/m2)。
3.16
催化劑中毒catalyst poisoning
催化劑(3.11)的性能被物質(毒物)抑制。
注:電催化劑(3.31)中毒會導致燃料電池(3.43)的性能下降。
3.17
催化劑聚結catalyst sintering
由于化學和/或物理過程使催化劑(3.11)顆粒結合在一起。
3.18
陰極cathode
氧化劑的還原反應發生所在電極(3.33)。
[IEC60050-482:2004,482-02-28,修改]
3.19
電池cell(s)
3.19.1
平板電池planar cell
平面結構的燃料電池(3.43)。
3.19.2
單電池single cell
燃料電池(3.43)的基本單元,由一組陽極(3.2)和陰極(3.18)及分開它們的電解質(3.34)組成。
3.19.3
管狀電池tubular cell
圓柱狀結構的燃料電池,允許燃料和氧化劑在管內或管外表面流動。
注:可以使用不同的截面類型(如圓形,橢圓形)。
3.20
夾持端板clamping plate
見端板(3.40)。
3.21
壓縮端板compression end plate
見端板(3.40)。
3.22
活化conditioning
能保證燃料電池(3.43)正常運行的(和電池/電池堆有關)預備步驟,按照制造商規定的規程來實現。
注:活化可能包括可逆和/或不可逆的過程,取決于電池技術。
3.23
交叉泄漏cross leakage
見串漏(3.24)。
3.24
串漏crossover
燃料電池(3.43)的燃料端和氧化劑端之間任一方向的泄漏,一般是穿過電解質(3.34)。
注:串漏也稱為交叉泄漏。
3.25
電流current
3.25.1
泄漏電流leakage current
除了短路外,在不需要導電的路徑上出現的電流。
注:泄漏電流單位為安(A)。
[IEC60050-151:2001,151-15-49]
3.25.2
額定電流rated current
制造商規定的最大連續電流,燃料電池發電系統(3.49)設計在該電流下運行。
注:額定電流單位為安(A)。
3.26
電流集流體current collector
燃料電池(3.43)中從陽極(3.2)端收集電子或向陰極(3.18)端傳遞電子的導電材料。
3.27
電流密度current density
單位活性面積(3.4.2.1)上通過的電流。
注:電流密度單位為安每平方米(A/m2)或安每平方厘米(A/cm2)。
3.28
衰減速率degradation rate
在一定時間內電池性能衰減的比率。
注1:衰減速率可以用來衡量電池性能的可恢復性損失和永久性損失。
注2:常用的測量單位是,在額定電流下,每單位時間伏特(直流)或每固定時間內初始值(電壓直流)的百分比。
3.29
脫硫器desulfurizer
除去原燃料(3.89)中硫化物的反應器。
注:吸附劑式脫硫器、催化式氫化脫硫器等。
3.30
效率efficiency
設備輸出的有用能量流和輸人能量流的比。
注:能量流能通過測量一個規定的時間間隔內相應的流人和輸出的值確定,因此可以理解為各個流的平均值。
3.30.1
電效率electrical efficiency
燃料電池發電系統產生的凈電功率(3.85.3)和向燃料電池發電系統提供的總焓流的比。
注:除非另有說明假定低熱值(LHV)。
3.30.2
有效能(?效率)exegetic efficiency
燃料電池發電系統(3.49)產生的凈電功率(3.85.3)和供給燃料電池系統總?流的比,假設反應產物為氣態。
3.30.3
熱回收效率heat recovery efficiency
燃料電池發電系統(3.49)回收的熱能與供人燃料電池發電系統焓流的比。
注:原燃料(3.89)供給的總焓流(包括反應焓)應采用低熱值,以便更好地和其他類型的能量轉換系統比較。
3.30.4
總能量效率(總熱效率)overall energy(total thermal efficiency)
總的可用能量流[凈電功率(3.85.3)和回收的熱流]和供給燃料電池發電系統(3.49)總焓流的比。
注:原燃料(3.89)供給的總焓流(包括反應焓)應采用低熱值,以便更好地和其他類型的能量轉換系統比較。
3.30.5
總有效能(總?效率)overall exergy efficiency
凈電功率(3.85.3)和回收的熱中的所有有用?流之和與供給燃料電池發電系統(3.49)的總?流的比。
注:輸入的原燃料(3.89)的總?流(包括反應)應對應氣態產物以便更好地和其他類型的能量轉換系統比較。
3.31
電催化劑electrocatalyst
加速(增加速率)電化學反應的物質。
同時見催化劑(3.11)。
注:在燃料電池(3.43)中,電催化劑通常被放置在活性層(3.3)或催化層(3.14)。
3.32
電催化劑載體electrocatalyst support
電極(3.33)的組成部分,用于擔載電催化劑(3.31),并作為導電介質。
3.33
電極electrode
用于將電化學反應產生的電流導人或導出電化學電池的電子導體(或半導體)。
注:電極可能是陽極(3.2)或陰極(3.18)。
3.33.1
氣體擴散電極gas diffusion electrode
用于氣態的反應物和/或產物的一種特別設計的電極(3.33)。
注:氣體擴散電極通常包括一個或多個多孔層,如氣體擴散層(3.57)和催化劑層(3.14)。
3.33.2
帶槽電極ribbed electrode
在電極的基體上有讓氣體通過的凹槽的電極(3.33)。
3.34
電解質electrolyte
含有移動離子因而具有離子導電性的液態或固態物質。
注:電解質是不同燃料電池(3.43)技術(比如液態、聚合物、熔融鹽、固體氧化物)的主要區分特征,它決定有效操作溫度范圍。
[IEC 60050-111:1996,111-15-02]
3.35
電解液泄漏electrolyte leakage
液態電解質(3.34)從燃料電池堆(3.50)中漏出。
3.36
電解質損失electrolyte loss
相對于燃料電池(3.43)初始電解質(3.34)儲量的任何減少。
注:電解質(3.43)的減少可能由不同的過程產生,如蒸發、泄漏、遷移和金屬部件腐蝕造成的消耗。
3.37
電解質基體electrolyte matrix
保存液態電解質(3.34)的具有特定的合適孔結構的絕緣氣密電池部件。
注:孔結構一定要根據與其相鄰的電極(3.33)來調節,以保證完全填充(3.41)。
3.38
電解質遷移electrolyte migration
使用外部歧管的熔融碳酸鹽燃料電池(3.43.5)電池堆中電解質在電位驅動下的移動。
注:電解質(3.34)趨于從電池堆的正極向負極遷移,遷移通過置于外部歧管(3.70)和電池堆邊緣之間的墊片發生。
3.39
電解質存儲器electrolyte reservoir
液態電解質燃料電池(3.43)[如熔融碳酸鹽燃料電池(3.43.5)和磷酸燃料電池(3.43.6)]的組成部分,用于存儲液態電解質(3.34),以在電池的生命周期內補充電解質損失(3.36)。
3.40
端板end plate
位于燃料電池堆電流流動方向的兩端,用于給疊在一起的電池傳送所需要的壓緊力的組件。
注:端板可包括接口管道、歧管(3.70)或夾緊板以便給燃料電池堆(3.50)提供流體(反應物,冷卻液)。也可稱為電池堆端板或壓縮端板。
3.41
填充(度)filling(level)
燃料電池(3.43)多孔部件[如電極(3.33)或電解質基體(3.37)]中所有開放的孔體積被液態電解質(3.34)所占據的比例。
3.42
電池堆或模塊中的流場布置flow configuration of stack or module
3.42.1
并流co-flow
如在熱交換器或燃料電池(3.43)中,流體同向平行流過一個設備的相鄰部分。
3.42.2
逆流counter flow
如在熱交換器或燃料電池(3.43)中,流體反向平行流過一個設備的相鄰部分。
3.42.3
交叉流動cross flow
如在熱交換器或燃料電池(3.43)中,流體相互交叉以一個基本上互相垂直的角度流過一個設備的相鄰部分。
3.42.4
閉端流動dead end flow
一種單電池或電池堆的結構,其特點是封閉燃料和/或氧化劑的出口。
注:在閉端流動的操作中,輸送到電池或電池堆的反應物幾乎100%被消耗了。由于需要周期性吹掃電極(3.33)腔室,一小部分反應物會從燃料電池發電系統(3.49)中排出。
3.43
燃料電池fuel cell
將一種燃料和一種氧化劑的化學能直接轉化為電能(直流電)、熱和反應產物的電化學裝置。
注:燃料和氧化劑通常存儲在燃料電池的外部,當它們被消耗時輸人到燃料電池中。
[IEC 60050-482:2004,482-01-05.修改]
3.43.1
自呼吸式燃料電池air breathing fuel cell
使用自然通風(3.116.2)的空氣作為氧化劑的燃料電池(3.43)。
3.43.2
堿性燃料電池alkaline fuel cell
使用堿性電解質(3.34)的燃料電池(3.43)。
3.43.3
直接燃料電池direct fuel cell
提供給燃料電池發電系統(3.49)的原燃料(3.89)和提供給陽極(3.2)的燃料相同的燃料電池(3.43)。
3.43.4
直接甲醇燃料電池direct methanol fuel cell; DMFC
燃料為氣態或液態形式的甲醇(CH3OH)的直接燃料電池(3.43.3)。
注:甲醇在陽極(3.2)不經過重整成氫的過程而直接被氧化。電解質(3.34)通常為質子交換膜。
3.43.5
熔融碳酸鹽燃料電池molten carbonate fuel cell
使用熔融碳酸鹽為電解質(3.34)的燃料電池(3.43)。
注:通常使用熔融的鋰/鉀或鋰/鈉碳酸鹽作為電解質(3.34)。
3.43.6
磷酸燃料電池phosphoric acid fuel cell; PAFC
用磷酸(H3PO4)水溶液作為電解質(3.34)的燃料電池(3.43)。
3.43.7
聚合物電解質燃料電池polymer electrolyte fuel cell; PEFC
使用具有離子交換能力的聚合物作為電解質(3.34)的燃料電池(3.43)。
注:聚合物電解質燃料電池也被稱為質子交換膜燃料電池(PEMFC)(3.43.8)和固體聚合物燃料電池(SPFC)。
3.43.8
質子交換膜燃料電池proton exchange membrane fuel cell; PEMFC
見聚合物電解質燃料電池(3.43.7)。
3.43.9
可再生燃料電池regenerative fuel cell
能夠由一種燃料和一種氧化劑產生出電能,又可通過使用電能的一個電解過程產生該燃料和氧化劑的電化學電池。
3.43.10
固體氧化物燃料電池solid oxide fuel cell; SOFC
使用離子導電氧化物作為電解質(3.34)的燃料電池(3.43)。
3.43.11
固體聚合物燃料電池solid polymer fuel cell; SPFC
見聚合物電解質燃料電池(3.43.7)。
3.44
燃料電池/電池混合系統fuel cell/battery hybrid system
燃料電池發電系統(3.49)同電池相結合,以提供有用的電能。
注:燃料電池發電系統(3.49)可以提供電能,給電池充電,或者兩者兼而有之。該系統可提供和接受電能。
3.45
燃料電池/燃氣輪機系統fuel cell/gas turbine system
電力系統基于一種高溫燃料電池(3.43),通常是熔融碳酸鹽燃料電池(3.43.5)或固體氧化物燃料電池(3.43.10)和燃氣輪機的集成。
注:系統運行使用燃料電池的熱能和剩余燃料驅動燃氣輪機。也被稱為燃料電池/燃氣輪機混合系統。
3.46
燃料電池燃氣輪機混合系統fuel cell gas turbine hybrid system
見燃料電池/燃氣輪機系統(3.45)。
3.47
燃料電池熱電聯供系統fuel cell cogeneration system
目的是向外部用戶提供電力和熱的燃料電池發電系統(3.49)。
3.48
燃料電池模塊fuel cell module
一個或多個燃料電池堆(3.50)和其他主要及適當的附加部件的集成體,用于組裝到一個發電裝置或一個交通工具中。
注:一個燃料電池模塊由以下幾個主要部分組成:一個或多個燃料電池堆(3.50)、輸送燃料、氧化劑和廢氣的管路系統、電池堆輸電的電路連接、監測和/或控制手段。此外,燃料電池模塊還可包括:輸送額外流體(如冷卻介質,惰性氣體)的裝置,檢測正常或異常運行條件的裝置,外殼或壓力容器和模塊的通風系統,以及模塊操作和功率調節所需的電子元件。
3.49
燃料電池發電系統fuel cell power system
使用一個或多個燃料電池模塊(3.48)產生電能和熱的發電系統。
注:燃料電池發電系統是由第2章中的全部或部分系統組成。
3.49.1
微型燃料電池發電系統micro fuel cell power system
可佩帶或易用手攜帶的微型燃料電池發電裝置(3.74)和相關的燃料容器,見圖3。
3.49.2
便攜式燃料電池發電系統portable fuel cell power system
不被永久緊固或其他形式固定在一個特定位置的燃料電池發電系統(3.49),見圖2。
3.49.3
固定式燃料電池發電系統stationary fuel cell power system
連接并固定于適當位置的燃料電池發電系統(3.49).見圖1。
3.50
燃料電池堆fuel cell stack
由單電池、隔離板、冷卻板、歧管(3.70)和支承結構組成的設備,通過電化學反應把(通常)富氫氣體和空氣反應物轉換成直流電、熱和其他反應產物。
3.51
燃料電池車fuel cell vehicle
使用燃料電池發電系統(3.49)給電動機提供驅動電力的電動車,見圖4。
3.52
燃料利用率fuel utilization
用于燃料電池電化學反應的燃料量和進入燃料電池的燃料總量的比值。
3.53
燃料加注耦合器fuelling coupler
燃料電池車(3.51)和燃料供應站的連接接口。
注:燃料加注耦合器也可以提供冷卻水,以及跟燃料供應有關的通信信息。燃料加注耦合器包括加注口和加注槍。
3.54
氣體凈化gas clean-up
通過物理或化學方法除去氣態物料流體中的污染物。
3.55
氣體擴散陽極gas diffusion anode
見氣體擴散電極(3.33.1)。
3.56
氣體擴散陰極gas diffusion cathode
見氣體擴散電極(3.33.1)。
3.57
氣體擴散層gas diffusion layer; GDL
放置在催化層(3.14)和雙極板(3.9)之間形成電接觸的多孔基層,該層允許反應物進人催化層和反應產物的去除。
注:氣體擴散層是氣體擴散電極(3.33.1)的組成部分,也可稱為多孔傳輸層(PTL)。
3.58
氣體分布板gas distribution plate
見雙極板(3.9)。
3.59
氣體泄漏量gas leakage
除有意排出的廢氣之外,離開燃料電池模塊(3.48)的所有氣體的總和。
3.60
氣體吹掃gas purge
從燃料電池發電系統(3.49)中將氣體和/或液體(例如燃料、氫氣、空氣或水)清除的保護性操作。
3.61
氣體密封gas seal
防止反應氣體從規定的流動通道中泄漏出去的氣密機制。
注:氣密密封可干可濕,這取決于燃料電池(3.43)的類型。
3.62
增濕humidification
通過燃料和/或氧化劑反應氣體,向燃料電池(3.43)內部引人水的過程。
3.63
增濕器humidifier
將水加入燃料:和/或氧化劑氣體中的設備。
3.64
內部連接體interconnector
在燃料電池堆(3.50)中連接單電池(3.19.2)的導電氣密部件。
3.65
界面點interface point
物料和/或能量進人或離開燃料電池發電系統(3.49)邊界的測量點。
注:該邊界是有意選擇用來精確測量系統的性能。如有必要,被評估的燃料電池發電系統(3.49)的邊界或界面點應通過各方協商確定。
3.66
內電阻internal resistance
燃料電池(3.43)內部的歐姆電阻,在電流集流體(3.26)之間測量,由不同組件(電極、電解質、雙極板和電流集流體)的電子和離子電阻引起。
見歐姆極化(3.82.2)。
注:歐姆意指電壓降和電流的關系服從歐姆定律。
3.67
內阻損失IR loss
歐姆極化
見歐姆極化(3.82.2)和內電阻(3.66)。
3.68
脊(和流場有關)land(related to flow field)
流場中突出的結構,和氣體擴散層(3.57)接觸,提供電接觸和電子流的通路。
3.69
壽命life
3.69.1
催化劑壽命(重整器)catalyst life(reformer)
燃料電池發電系統在額定工況運行時,從首次啟動燃料電池發電系統(3.49)到在重整器(3.92)出口初次出現未重整燃料的濃度超過了制造商允許的設計值時的時間間隔。
3.69.2
單電池或電池堆壽命cell or stack life
燃料電池在一個規定的運行條件下,從首次啟動到其電壓降至低于規定的最低可接受電壓時的時間間隔。
注:最低可接受電壓值應考慮到具體的使用情形,由參與各方協議確定。
3.70
歧管manifold
為燃料電池(3.43)或燃料電池堆(3.50)輸送流體或從中收集流體的管道。
注1:外部歧管的設計是針對摞在一起的單電池,氣體混合物從一個中央源被送往大的燃料和氧化劑的進口,該進口覆蓋緊鄰的電池堆端并用恰當設計的密封墊密封。類似的系統在對面端收集廢氣。
注2:內部歧管是設計在電池堆內部的通道系統,它穿過雙極板(3.9)把氣體分配給各單電池。
3.71
質量活性mass activity
見比活性(3.102)。
3.72
傳質(或濃度)損失mass transport(or concentration)loss
見濃差極化(3.82.3)。
3.73
膜電極組件membrane electrode assembly ;MEA
通常是聚合物電解質燃料電池(3.43.7)、直接甲醇燃料電池(3.43.4)類燃料電池(3.43)的組成部分,由電解質膜和分別置于兩側的氣體擴散電極(3.33.1)組成的組件。
3.74
微型燃料電池發電裝置micro fuel cell power unit
提供不超過60V直流輸出電壓(3.117.3)和不超過240 VA的持續凈電力的燃料電池發電裝置。
注:微型燃料電池發電裝置不包括燃料容器。
3.75
空載電壓no load voltage
見開路電壓(3.117.2)。
3.76
非重復部件non-repeat parts
燃料電池堆(3.50)的所有非重復部件。如,電堆端板(3.40)。
3.77
運行operation
3.77.1
恒電流運行constant current operation
燃料電池發電系統(3.49)在恒電流下的運行模式。
3.77.2
恒功率運行constant power operation
在其發電能力范圍內,燃料電池發電系統(3.49)輸出功率保持恒定的運行模式。
3.77.3
恒電壓運行constant voltage operation
燃料電池發電系統(3.49)保持恒定輸出電壓(3.117.3)的運行模式。
3.77. 4
滿載運行full load operation
燃料電池發電系統(3.49)運行在額定功率(3.85.4)下的模式。
3.77.5
聯網運行grid-connected operation
燃料電池發電系統(3.49)和電力電網相連接的運行模式。
3.77.6
離網運行grid-independent or isolated operation
燃料電池發電系統(3.49)獨立于任何電力電網而單獨運行的模式。
3.77.7
跟載運行load following operation
燃料電池發電系統(3.49)基本上由電力負荷的波動或熱量的需求來控制運行的模式。
3.77.8
預發電運行pre generation operation
見預發電狀態(3.110.4)。
3.78
氧化劑利用率oxidant utilization
參與電化學反應產生燃料電池(3.43)電流的氧化劑的量和進人燃料電池的氧化劑總量的比值。
注:(O2 in-Oz out)/O2 in,其中O2 in和O2 out分別是進口和出口的O2流量。
3.79
寄生負載parasitic load
為了維持燃料電池發電系統(3.49)運行輔助系統(BOP)(3.7)中的輔助機器和設備(如)所消耗的功率。
注:例如風機、泵、加熱器傳感器。寄生負載在很大程度上取決于燃料電池發電系統的輸出功率和環境條件。
3.80
部分氧化partial oxidation
見部分氧化重整(3.93.3)。
3.81
中毒poisoning
見催化劑中毒(3.16)。
3.82
(燃料電池)極化(fuel cell)polarization
由于在燃料電池的組件內發生不可逆過程致使燃料電池(3.43)的輸出電壓(3.117.3)偏離其熱力學數值。
注:極化增加效率(3.30)損失,且隨著通過電池的法拉第電流的增加而增加。
3.82.1
活化極化activation polarization
由慢的電極動力學而引起的極化。
3.82.2
歐姆極化ohmic polarization
由于電解質(3.34)中的離子和電極(3.33)中的電子、雙極板(3.9)和電流集流體(3.26)中的電子流動阻力引起的極化。
注:歐姆一詞意指電壓降遵循歐姆定律,即歐姆電阻[稱為電池的內電阻(3.66)]會使電壓和電流成正比,是一個比例常數。
3.82.3
濃差極化concentration polarization
燃料電池的電極內向反應點的緩慢擴散和/或產物從電極緩慢擴散離開而引起的極化。
注:該極化在大電流密度下更重要,并可能導致電池電壓的急劇下降。
3.83
極化曲線polarization curve
在規定的反應物條件下燃料電池(3.43)輸出電壓(3.117.3)與輸出電流的曲線。
注:極化曲線表示為V對A/cm2。
3.84
孔隙率porosity
孔隙體積與電極(3.33)或電解質基體(3.37)總體積的比值。
注:孔隙的特征,如總的開孔率、孔隙形狀、大小和大小的分布等,是燃料電池活性組分的關鍵指標,對性能有重要影響。