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PEMFC气体扩散层内各向异性传递过程数值模拟 被引量：1
1
作者 曹涛锋 林鸿 +1 位作者 何雅玲 陶文铨 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1051-1055,共5页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)气体扩散层(GDL)具有各向异性属性,常规数值模拟对GDL采取均匀模型,忽略了各向异性传递过程对PEMFC性能的影响。本文发展了一个三维非等温单相模型,在GDL平面内和GDL厚度方向采用不同的传递系数,模拟了各向异... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)气体扩散层(GDL)具有各向异性属性,常规数值模拟对GDL采取均匀模型,忽略了各向异性传递过程对PEMFC性能的影响。本文发展了一个三维非等温单相模型,在GDL平面内和GDL厚度方向采用不同的传递系数,模拟了各向异性传递系数对PEMFC整体和局部性能的影响。在本文计算条件下,GDL各向异性和均匀模型模拟得到的电池极化曲线几乎完全相同,但电池电流密度分布和温度分布等局部特性存在很大差异。该结果进一步证明了不能单独用极化曲线来验证电池数学模型的正确性。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 数值模拟 气体扩散层 各向异性 传递过程
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聚合物改性阳极对PEMFC电化学性能及钴浸出的影响
2
作者 郭禧斌 王瞧 程晓琦 《粉末冶金工业》 CAS 北大核心 2022年第5期85-89,共5页
在电化学工作站上完成苯胺与噻吩单体的电化学聚合反应,使其在碳纸表面发生沉积,制得经过聚合物改性的阳极,并将该阳极用于PEMFC对钴酸锂进行浸出回收,分析了影响PEMFC产电能力的各项因素,并测试了阴极钴酸锂浸出状态。研究结果表明:采... 在电化学工作站上完成苯胺与噻吩单体的电化学聚合反应,使其在碳纸表面发生沉积,制得经过聚合物改性的阳极,并将该阳极用于PEMFC对钴酸锂进行浸出回收,分析了影响PEMFC产电能力的各项因素,并测试了阴极钴酸锂浸出状态。研究结果表明:采用PTh改性后碳纸经过电沉积后形成了褶皱表面,比表面积迅速增大,可以推断已经通过电化学聚合方式制备了PTh改性碳纸。经过改性处理后形成了面积更大的CV曲线。采用电化学聚合方式使阳极获得更大比表面积,显著改善装置产电性能,表现出了比聚苯胺更高化学稳定性与储电能力。PTh改性后碳纸运行周期为245 h时达到了最大的Co^(2+)增长速率,更易实现Co(Ⅲ)浸出的效果,获得了更强产电能力。 展开更多
关键词 质子膜燃料电池 阳极改性 产电性能 钴浸出
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一种车用质子交换膜燃料电池管理系统设计
3
作者 韩冬林 徐琤颖 陈愚 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1420-1423,共4页
基于Microchip公司的高性能数字信号控制器dsPIC30F6014A,完成了一种车用质子交换膜燃料电池管理系统的单膜电压检测单元CVU和电堆主控单元FCU的软硬件设计,开发了基于C语言的膜电极电压采集程序和管理系统主控程序,并且用样机验证了设计。
关键词 电池管理系统 质子交换膜燃料电池 dsPIC30F6014A AD7321
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基于改进型RBF神经网络的PEM FC电特性建模 被引量：5
4
作者 孙涛 闫思佳 +1 位作者 曹广益 朱新坚 《计算机仿真》 CSCD 2006年第2期200-203,214,共5页
常规能源短缺的今天,开发利用新型清洁、绿色能源已成为各国科学家共同追求的目标。质子膜燃料电池(PEMFC)以其高功率密度,启动迅速,无污染等优点成为21世纪首选清洁能源系统。但其原理涉及热力学、电化学、流体力学、传质学等理论,形... 常规能源短缺的今天,开发利用新型清洁、绿色能源已成为各国科学家共同追求的目标。质子膜燃料电池(PEMFC)以其高功率密度,启动迅速,无污染等优点成为21世纪首选清洁能源系统。但其原理涉及热力学、电化学、流体力学、传质学等理论,形成一个非线性复杂系统,难以建立数学模型。因此,采用一种动态自适应网络即最近邻聚类径向基函数神经网络,它能够动态调节网络的规模和参数,具有较强的逼近能力以及自学习能力。并利用测试数据作为训练样本,在氢气流速给定的条件下,以空气(或氧气)压力和冷却水流速作为模型的输入量,电池的电压为输出量,建立了在工作温度为60℃和80℃时的PEMFC电特性模型。表明该方法具有简单、可行、精度高等优点。并为PEMFC控制系统的设计和电池性能的优化提供了基本依据。 展开更多
关键词 质子膜燃料电池 非线性系统建模 径向基函数神经网络 最近邻聚类算法
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燃料电池的原理、技术状态与展望 被引量：72
5
作者 衣宝廉 《电池工业》 CAS 2003年第1期16-22,共7页
论述了燃料电池的工作原理;综述了各种类型燃料电池的发展状态;介绍了中国科学院大连化学物理研究所自70年代以来进行燃料电池研究的概况,着重介绍了该所质子交换膜燃料电池的关键材料与部件制备技术、电池组技术、电池组性能与电池系... 论述了燃料电池的工作原理;综述了各种类型燃料电池的发展状态;介绍了中国科学院大连化学物理研究所自70年代以来进行燃料电池研究的概况,着重介绍了该所质子交换膜燃料电池的关键材料与部件制备技术、电池组技术、电池组性能与电池系统的应用情况;回顾了燃料电池的发展历程,指出燃料电池技术发展与其它学科的关系,提出了产业化的发展方向。 展开更多
关键词 燃料电池 原理 技术状态 质子交换膜燃料电池 电极
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我国燃料电池发展概况 被引量：30
6
作者 陆天虹 孙公权 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期182-184,共3页
燃料电池研究与开发的原因主要在于其质量轻、体积小、能量转换效率高等。本文综述了我国燃料电池的发展概况。依燃料电池所用电解质的类型，分别讨论了碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池在我... 燃料电池研究与开发的原因主要在于其质量轻、体积小、能量转换效率高等。本文综述了我国燃料电池的发展概况。依燃料电池所用电解质的类型，分别讨论了碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池在我国的研究、开发与进展状况，并与国外燃料电池近年来的研究水平作了简单的比较。 展开更多
关键词 燃料电池 中国 发展
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质子交换膜燃料电池故障诊断方法综述及展望 被引量：59
7
作者 陈维荣 刘嘉蔚 +2 位作者 李奇 郭爱 戴朝华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期4712-4721,共10页
质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)具有能量转化率高、环境友好、工作温度低和启动速度快等特点,但存在成本高、可靠性差和寿命短等问题,制约其大规模商业化应用。总结了国内外PEMFC故障诊断技术的现状,从... 质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)具有能量转化率高、环境友好、工作温度低和启动速度快等特点,但存在成本高、可靠性差和寿命短等问题,制约其大规模商业化应用。总结了国内外PEMFC故障诊断技术的现状,从模型、数据驱动和实验测试三个方面,归纳PEMFC故障诊断方法的分类;在现有诊断方法优缺点的基础上,提出可进一步研究的重点内容,对PEMFC故障预测与健康管理的研究具有一定参考价值。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 故障诊断 模型 数据驱动 人工智能
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质子交换膜燃料电池水传递模型 被引量：42
8
作者 葛善海 衣宝廉 徐洪峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期39-48,共10页
提出了用于研究质子交换膜燃料电池膜中水分布、水传递量分布、电流密度分布等的二维数学模型;系统地考察了电池温度、阴阳极压力差、增湿程度、质子膜厚度等条件对水的传递和膜中水分布的影响.计算结果表明:①阳极增湿能够提高气体进... 提出了用于研究质子交换膜燃料电池膜中水分布、水传递量分布、电流密度分布等的二维数学模型;系统地考察了电池温度、阴阳极压力差、增湿程度、质子膜厚度等条件对水的传递和膜中水分布的影响.计算结果表明:①阳极增湿能够提高气体进口段膜阳极侧水的含量;②使用越薄的质子膜,越能提高膜中水的含量;③阳极增湿程度越大,由阳极向阴极迁移的水量越多. 展开更多
关键词 质子交换膜 燃烧电池 传递 模型 水传递
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质子交换膜燃料电池阳极抗CO催化剂的研究进展 被引量：36
9
作者 侯中军 俞红梅 +1 位作者 衣宝廉 韩明 《电化学》 CAS CSCD 2000年第4期379-387,共9页
质子交换膜燃料电池采用重整气或甲醇为燃料时 ,阳极催化剂的CO中毒问题是影响其性能的主要原因 .使用抗CO催化剂是解决该问题的根本方法 .文中对质子交换膜燃料电池的CO问题进行了简介 ,比较详细地介绍了目前抗CO催化剂研究的发展现状 ... 质子交换膜燃料电池采用重整气或甲醇为燃料时 ,阳极催化剂的CO中毒问题是影响其性能的主要原因 .使用抗CO催化剂是解决该问题的根本方法 .文中对质子交换膜燃料电池的CO问题进行了简介 ,比较详细地介绍了目前抗CO催化剂研究的发展现状 ,包括各种催化剂的活性、制法及抗CO机理 .Mo、W是很有希望改进阳极催化剂抗CO能力的材料 ,多组分催化剂是比较有希望的方向 . 展开更多
关键词 质子交换膜燃电池 抗-氧化碳催化剂 阳极
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燃料电池用质子交换膜的研究进展 被引量：23
10
作者 于景荣 邢丹敏 +2 位作者 刘富强 刘建国 衣宝廉 《电化学》 CAS CSCD 2001年第4期385-395,共11页
质子交换膜燃料电池 (PEMFC)以质子交换膜 (PEM )作为电解质和隔膜 ,其性能强烈地依靠PEM的性质 .本文分析了PEMFC对PEM的要求 ,对全氟化、部分氟化和非氟化的PEM进行了分类介绍 ,着重讨论了膜的结构、制备。
关键词 质子交换膜燃料电池 质子交换膜 膜结构 电池性能 制备 全氟化PEM 部分氟化PEM 非氟化PEM
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温度、压力和湿度对质子交换膜燃料电池性能的影响 被引量：30
11
作者 王文东 陈实 吴锋 《能源研究与信息》 2003年第1期39-46,共8页
以Nafion(r)112质子交换膜燃料电池(PEMFC)为对象,通过测量电池的电流-电压、电流-功率和电压-时间曲线,研究了温度、压力和湿度等条件对电池性能的影响,同时也考察了电池的能量转换效率及短期运行时的稳定性,得出了电池较佳的工作条件... 以Nafion(r)112质子交换膜燃料电池(PEMFC)为对象,通过测量电池的电流-电压、电流-功率和电压-时间曲线,研究了温度、压力和湿度等条件对电池性能的影响,同时也考察了电池的能量转换效率及短期运行时的稳定性,得出了电池较佳的工作条件.实验和计算结果表明:在反应温度为72℃、H2和O2压力分别为0.2 MPa、进气湿度饱和时,电池最大输出功率可达0.7 W(cm-2;在0.3 W(cm-2~0.7 W(cm-2范围内电池能量转换效率为62%~34%;在大电流密度下电池仍能稳定工作. 展开更多
关键词 质子交换膜 燃料电池 电池性能 PEMFC 温度 压力 湿度
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燃料电池用质子交换膜研究进展 被引量：24
12
作者 邢丹敏 杜学忠 +2 位作者 于景荣 韩明 衣宝廉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第B05期171-174,共4页
简要介绍了用于质子交换膜燃料电池的质子交换膜的工作原理和性能特点 ;对现有质子交换膜的结构和性能进行了分析和比较 ;阐明了针对作为质子交换膜燃料电池重要组成部分的质子交换膜进行深入研究和开发 ,将推进质子交换膜燃料电池技术... 简要介绍了用于质子交换膜燃料电池的质子交换膜的工作原理和性能特点 ;对现有质子交换膜的结构和性能进行了分析和比较 ;阐明了针对作为质子交换膜燃料电池重要组成部分的质子交换膜进行深入研究和开发 ,将推进质子交换膜燃料电池技术的商业化进程。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 质子交换膜 电池性能
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用于质子交换膜燃料电池的碳载铂电催化剂 被引量：30
13
作者 徐洪峰 林治银 +1 位作者 邱艳玲 唐倩 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2003年第2期143-148,共6页
以甲醛为还原剂 ,氯铂酸为原料 ,XC 72碳黑为载体 ,制备了不同铂含量的碳载铂电催化剂 ,并用BET ,XRD ,TEM和循环伏安法对催化剂进行了表征 ,用质子交换膜燃料电池单电池对催化剂性能进行了评价 .结果表明 ,铂晶粒主要吸附在碳黑的表面... 以甲醛为还原剂 ,氯铂酸为原料 ,XC 72碳黑为载体 ,制备了不同铂含量的碳载铂电催化剂 ,并用BET ,XRD ,TEM和循环伏安法对催化剂进行了表征 ,用质子交换膜燃料电池单电池对催化剂性能进行了评价 .结果表明 ,铂晶粒主要吸附在碳黑的表面和大孔中 .当催化剂的铂载量由 2 0 %提高到 40 %时 ,由于铂颗粒占据部分碳黑表面 ,使催化剂的孔体积和比表面积都有所减小 ;当铂载量进一步提高到 60 %时 ,由于铂晶体颗粒形成的微孔开始占一定分率 ,使催化剂的总体积和比表面积的减小幅度下降 .铂晶体颗粒大小在 2～ 4nm范围内 ;随着铂载量的提高 ,表面铂有部分聚结 ,铂晶体的粒径增大 ,催化剂的电化学比表面积减小 .铂载量为 40 %时 。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 碳载铂电催化剂 固体聚合物电解质 质子交换膜
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质子交换膜型燃料电池(PEMFC)——国内外状况与主要技术问题 被引量：15
14
作者 衣宝廉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 1997年第2期80-82,85,共4页
简述了国外质子交换膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）的发展简史、取得的重要技术进展、电池性能。介绍了加拿大５ｋＷ、１０ｋＷ电池组的性能及ＰＥＭＦＣ在应用方面取得的进展，在潜艇、电动汽车方面应用的可行性与研究情况。简单介绍了国内... 简述了国外质子交换膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）的发展简史、取得的重要技术进展、电池性能。介绍了加拿大５ｋＷ、１０ｋＷ电池组的性能及ＰＥＭＦＣ在应用方面取得的进展，在潜艇、电动汽车方面应用的可行性与研究情况。简单介绍了国内ＰＥＭＦＣ的研究及单电池性能。依据石棉膜型氢氧燃料电池（ＡＦＣ）组研究基础，预测了ＰＥＭＦＣ电池组试制进程。 展开更多
关键词 质子交换膜 燃料电池 电池
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Nafion膜厚度对质子交换膜燃料电池性能的影响 被引量：26
15
作者 于景荣 衣宝廉 +3 位作者 韩明 毕可万 杜学忠 明平文 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期384-386,共3页
采用不同厚度Nafion膜 (Nafion 117,115 ,1135 ,112和 10 1)组装质子交换膜燃料电池 (PEMFC) ,通过测试电池极化曲线 (U/I) ,研究Nafion膜厚度对PEMFC工作性能、氧气还原反应的电极动力学参数和电池内阻的影响 ,通过线性回归分析不同厚... 采用不同厚度Nafion膜 (Nafion 117,115 ,1135 ,112和 10 1)组装质子交换膜燃料电池 (PEMFC) ,通过测试电池极化曲线 (U/I) ,研究Nafion膜厚度对PEMFC工作性能、氧气还原反应的电极动力学参数和电池内阻的影响 ,通过线性回归分析不同厚度Nafion膜组装PEMFC的内阻计算了Nafion膜材料的电导率。实验结果表明 :( 1)降低电解质膜的厚度将会降低电池的内阻 ,从而有利于提高PEMFC的工作性能 ;( 2 )随着膜厚度的降低 ,U0 值有降低的趋势 ,Tafel斜率b值变化不明显 ;( 3)厚膜组装电池的极化曲线在低电流密度时就偏离了线性 ,其主要原因是质子传质极化引起的 ;( 4 ) 80℃时Nafion膜材料的电导率约为 0 .0 77Ω-1·cm-1。 展开更多
关键词 质子交换膜燃烧电池 质子交换膜 NAFION膜 电池性能 膜电导率
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质子交换膜燃料电池材料 被引量：29
16
作者 刘志祥 钱伟 +3 位作者 郭建伟 张杰 王诚 毛宗强 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第2期487-500,共14页
质子交换膜燃料电池是最接近商业化的一种燃料电池,最有希望作为未来电动汽车的发动机,近二十年取得了长足的发展。目前限制质子交换膜燃料电池进入商业化的最主要原因是成本和寿命两大问题,寻找和开发新型材料成为解决这两大问题、推... 质子交换膜燃料电池是最接近商业化的一种燃料电池,最有希望作为未来电动汽车的发动机,近二十年取得了长足的发展。目前限制质子交换膜燃料电池进入商业化的最主要原因是成本和寿命两大问题,寻找和开发新型材料成为解决这两大问题、推进商业化进程的必然选择,也是质子交换膜燃料电池近些年来的研究重点和热点。本文对构成质子交换膜燃料电池的几大关键材料的发展进行了介绍,首先重点介绍了质子交换膜的发展状况,包括含氟膜、非氟膜、高温膜、陶瓷膜等若干方向的发展;其次介绍了燃料电池用铂系及非铂系催化剂的研究现状;然后气体扩散层的性质及材料研究进行了综述;最后介绍了石墨、金属及复合双极板材料及加工方法的发展。本文还对每种材料的发展现状进行了简要的评述,并展望了这些材料今后的发展方向。 展开更多
关键词 质子交换膜 燃料电池 材料
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流场尺寸对质子交换膜燃料电池性能的影响 被引量：22
17
作者 张海峰 衣宝廉 +1 位作者 侯明 张华民 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第8期494-497,共4页
流场的形状和尺寸是设计双极板的核心。合理的流场既要确保电极各处均能获得充足的反应剂供应,同时又要保证反应产物水的排出。研究了不同流场尺寸对质子交换膜燃料电池性能的影响。实验结果表明:在一定范围内,随着开孔率的增加,电极与... 流场的形状和尺寸是设计双极板的核心。合理的流场既要确保电极各处均能获得充足的反应剂供应,同时又要保证反应产物水的排出。研究了不同流场尺寸对质子交换膜燃料电池性能的影响。实验结果表明:在一定范围内,随着开孔率的增加,电极与流场本相及接触电阻也逐渐增加;开孔率相近时,这一电阻相差不大。在相同开孔率的情况下,沟槽尺寸越小,电池性能越好。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 电池性能 流场尺寸 电极
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质子交换膜燃料电池单体电压均衡性研究综述 被引量：29
18
作者 戴朝华 史青 +3 位作者 陈维荣 李艳昆 刘志祥 李奇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1289-1302,共14页
质子交换膜燃料电池单体电压均衡性直接反映并影响整个电堆的性能和寿命,因此是燃料电池系统设计、制造及其运行控制的关键因素与重要技术指标。由于燃料电池电堆的单体电压均衡性受多种因素制约,该文从单体电压均衡性的评价方法、材料... 质子交换膜燃料电池单体电压均衡性直接反映并影响整个电堆的性能和寿命,因此是燃料电池系统设计、制造及其运行控制的关键因素与重要技术指标。由于燃料电池电堆的单体电压均衡性受多种因素制约,该文从单体电压均衡性的评价方法、材料与结构、运行参数、负载、系统控制、寿命周期等6个方面,对现有燃料电池单体电压均衡性研究进行综述,并对其均衡性影响机理进行归纳总结。最后,对燃料电池电压均衡性研究的未来发展做了相应建议和展望,希望对我国车载燃料电池技术的发展与应用有所裨益。 展开更多
关键词 氢能 质子交换膜燃料电池 单体电压均衡性 性能 耐久性
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质子交换膜燃料电池热管理问题的研究进展 被引量：29
19
作者 侯健 杨铮 +3 位作者 贺婷 李强 王倩 张建胜 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期19-30,共12页
能源与环境是目前人类社会面临的主要挑战,清洁能源高效利用技术是实现人类社会可持续发展的重要保障,其中,氢燃料电池特别是质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其具有高效环保等特点备受青睐。PEMFC在发电过程中产生大量的热,产热与散热的平... 能源与环境是目前人类社会面临的主要挑战,清洁能源高效利用技术是实现人类社会可持续发展的重要保障,其中,氢燃料电池特别是质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其具有高效环保等特点备受青睐。PEMFC在发电过程中产生大量的热,产热与散热的平衡决定电池的温度,电池对温度的要求很苛刻,只允许稍微偏离设计点的温度,因此,通过热管理将电池的温度均匀地控制在设计点温度附近非常重要。本文从产热、传热和热管理策略(冷却策略、余热利用、控制策略)等方面综述PEMFC的热管理问题,重点介绍PEMFC组件在导热系数和冷却策略方面的研究现状,并提出了需要进一步研究的问题。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 热管理 导热系数 冷却策略
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质子交换膜燃料电池系统开发及应用进展 被引量：10
20
作者 陆虎瑜 《电工电能新技术》 CSCD 1999年第2期18-22,共5页
本文简要叙述了质子交换膜燃料电池发电机理，列举了系统开发工作中所面临的富氢燃料转换，氢气安全贮存与稳定供给等若干课题。文章重点介绍了目前国外质子交换膜燃料电池系统开发及应用进展情况。
关键词 质子交换膜 燃料电池 开发 电动汽车
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