基本信息
标准简介
标准目录
中文样稿
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
燃料电池 术语
1范围
本标准以图表、定义和方程等方式界定了统一的燃料电池术语。
本标准适用于固定式、交通、便携式和微型发电等所有燃料电池技术相关的应用。
本标准中未列人的词或短语,可在标准词典、工程参考资料或IEC 60050系列标准中找到。
注:IEC62282的第一版意在为使用IEC62282燃料电池标准的工作组和用户提供一个资源。本次为第三版,已经同第二版扩展为通用燃料电池术语源。
2燃料电池发电系统框图
2.1框图
系统边界 功率输入 电能、热能、机械能 燃料 氧化剂 通风 惰性气体 水 电磁骚扰振动、风、雨、温度等 回收热 废热 可用功率电能 废水 废气、通风 电磁干扰、噪声、振动
热管理系统 燃料处理系统 燃料电池堆或模块 功率调解系统 氧化剂处理系统 水处理系统 内部功率需要 通风系统 自动控制系统 内置式能量储存装置
图1 固定式燃料电池发电系统(3.49.3)
系统边界 功率输入 电能 燃料 氧化剂 通风 惰性气体 水 电磁骚扰振动、风、雨、温度等 废热 可用功率 电能 废水 废气、通风 电磁干扰、噪声、振动
热管理系统 燃料处理系统 燃料电池堆 功率调解系统 氧化剂处理系统 水处理系统 内部功率需要 通风系统 自动控制系统 内置式能量储存装置
图2 便捷式燃料电池发电系统(3.49.2)
水箱(任选) 燃料容器 热管理 废热 机械界面信号界面 燃料供给界面或 内部贮存器(任选) 内部动力需求(任选) 燃料管理 空气管理燃料电池或微型燃料电池模块 功率调节器 机械界面 信号界面 电力端口 可用功率 充电电池或电容器(任选) 废物箱(任选) 水和/或副产品管理 无用产物和未使用的燃料 微型燃料电池动力单元 微型燃料电池发电系统
图3 微型燃料电池发电系统(3.49.1)
外部燃料源 内置式能量储存装置 燃料处理系统(间接氢燃料电池) 燃料电池模块 内置式能量储存装置(内部) 控制器和电动机 变速箱 车轮 燃料电池车
图4 燃料电池车(3.51)
2.2框图功能的定义
本标准所能预期的发电系统的总体设计由下面所述能实现规定功能的系统的必要组合而成:
——自动控制系统:由传感器、制动器、阀门、开关和逻辑元件组成的系统,用以使燃料电池发电系统(3.49)在无需人工干预时,参数能保持在制造商给定的限值范围内。
——燃料电池模块:集成于车辆或发电系统内部、由一个或多个燃料电池堆(3.50)组成的设备,通过电化学反应将化学能转化为电能和热能。
——燃料电池堆:由单电池、隔离板、冷却板、歧管(3.70)和支承结构组成的设备,通过电化学反应把(通常)富氢气体和空气反应物转换成直流电、热和其他反应产物。
——燃料处理系统:燃料电池发电系统(3.49)所需要的、准备燃料及必要时对其加压的、由化学和/或物理处理设备以及相关的热交换器和控制器所组成的系统。
——内置式能量储存装置:由置于系统内部的电能储存装置所组成的系统,用来帮助或补充燃料电池模块(3.48)对内部或外部负载供电。
——氧化剂处理系统:用来计量、调控、处理并可能对输入的氧化剂进行加压以便供燃料电池发电系统(3.49)使用的系统。
——功率调节系统:用于调节燃料电池堆(3.50)的电能输出使其满足制造商规定的应用要求的设备。
——热管理系统:用来加热或冷却/排热的系统,从而保持燃料电池发电系统(3.49)在其工作温度范围内,也可能提供对过剩热的再利用,以及帮助在启动阶段对能量链加热。
——通风系统:通过机械或自然方式向燃料电池发电系统(3.49)机壳提供空气的系统。
水处理系统:用以对燃料电池发电系统(3.49)所用的回收水或补充水进行必要处理的系统。
对于微型燃料电池发电系统:
——燃料容器:可移除的、用户不能自行再灌装的存储燃料并向微型燃料电池发电装置(3.74)或其内部贮存器提供燃料的物件。可能的种类包括:
· 附加式:本身有外壳、并且该外壳与由微型燃料电池发电系统(3.49.1)供电的设备相连接。
· 外置式:本身有外壳、并且该外壳构成由微型燃料电池发电系统(3.49.1)供电的设备的外壳的一部分。
· 插入式:本身有外壳、并且安装在由微型燃料电池发电系统(3.49.1)供电的设备的外壳内。
· 卫星式:与微型燃料电池发电装置(3.74)连接后向微型燃料电池动力单元内部存储器输送燃料,然后移除。
——微型燃料电池动力单元:除去燃料容器后的微型燃料电池发电系统(3.49.1)。
图中所用其他术语包括:
——排放水:从燃料电池发电系统(3.49)排出的水,包括废水和冷凝水。
——电磁骚扰:任何可能降低装置、设备或系统性能,或者对活的或惰性物质有不利影响的电磁现象。[IEC60050-161:1990,161-01-051
——电磁干扰:由电磁骚扰导致的设备、传输通道或系统的性能降低。[IEC60050-161:1990161-01-06
——回收热:回收再利用的热能
——废热:排放出的且不被回收的热能。
3术语和定义
3.1
阳极注氧air bleed
在燃料电池(3.43)燃料进口的上游,或者在阳极(3.2)的腔室中,引入少量空气(大约5%)到燃料流里。
注:阳极注氧的目的是通过在燃料电池的阳极(3.2)腔室中对毒物进行催化氧化从而减少像一氧化碳类物质的毒化作用。
3.2
阳极anode
燃料的氧化反应发生所在电极(3.33)。
[IEC60050-482:2004,482-02-27,修改]
3.3
活性层active laver
见催化层(3.14)。
3.4
面积area
3.4.1
电池面积cell area
垂直于电流流动方向的双极板(3.9)的几何面积
注:电池面积单位为平方米(m²)
3.4.2
电极面积electrode area
3.4.2.1
活性面积active area
垂直于电流流动方向的电极(3.3)的几何面积。
注1:活性面积单位为平方米(m2)。
注2:活性面积也称为有效面积,用于计算电池的电流密度(3.27)。
3.4.2.2
有效面积effective area
见活性面积(3.4.2.1)
3.4.2.3
电化学表面积electrochemical surface area
能够参与电化学反应的电催化剂(3.31)表面的面积。
注1:电化学表面积表示为单位体积比表面积(m/m2)和电极体积的乘积。
注2:电化学表面积单位为平方米(m2)。
3.4.3
膜电极组件面积membrane electrode assembly(MEA)area
垂直于净电流流动方向整个膜电极组件(3.73)的几何面积,包括膜的活性面积(3.4.2.1)和未涂催化剂部分的面积。
注:膜电极组件(MEA)面积单位为平方米(m2)。
3.4.4
比表面积specific surface area
单位质量(或体积)催化剂(3.11)的电化学表面积(3.4.2.3)。
注1:比表面积应为单位质量(或体积)的催化剂(3.11),因其多孔结构与反应物直接接触的电催化剂(3.31)的面积。
注2:比表面积单位为平方米每克(m2/g)或平方米每立方米(m2/m3)
3.5
可用因子availability factor
运行时间占总考察时间的比例。IEC60050-603:1986,603-05-09
3.6
轴向负荷axial load
施加在燃料电池堆(3.50)端板(3.40)上的压缩负荷,以确保接触和/或气密性。
注:轴向负荷单位为帕(Pa)。
3.7
辅助系统balance of plant; BOP
基于电源或站点的具体要求,纳人一个完整的发电系统的支持/辅助部件。
注:一股言,除了燃料电池堆(3.50)或燃料电池模块(3.48)和燃料处理系统外的其他所有组件都称为辅助系统部件。
基载运行base load operation
见满载运行(3.77.4)。
3.9
双极板bipolar plate
电池堆中隔离单电池的导电板,作为电流集流体(3.26),并为电极(3.33)或膜电极组件(3.73)提供机械支撑。
注:双极板通常在其两侧有为反应物分布(燃料和氧化剂)和生成物排除的流场,也可能包含传热通道。双极板提供了一个物理屏障,以避免氧化剂、燃料和冷却剂的混合。双极板也称为双极隔离板。
3.10
母线板bus bar
见电池堆电端(3.105)。
3.11
催化剂catalyst
能加速(増加速率)反应、本身不被消耗的物质。
同时见电催化剂(3.31)。
注:催化剂降低了反应活化能,从而使反应連率增加
3.12
催化剂涂层膜catalyst coated membrane; CCM
在一个聚合物电解质燃料电池(3.437)中』表面涂有催化层(3.14)、形成电极(3.33)反应区的膜。同时见膜电极组件(MEA)(3.73)。
3.13
催化剂涂层基质catalyst coated substrate; CCS
表面涂有催化层(3.14)的基质。
3.14
催化层catalyst layer
和膜的任何一面相邻、含有电催化剂(3.31)的薄层,通常具有离子和电子传导性。
注:催化层包括发生电化学反应的空间区域。
3.15
催化剂担载量catalyst loading
燃料电池(3.43)中单位活性面积(3.4.2.1)上催化剂(3.11)的量,要明确是单独阳极(3.2)或单独阴极(3.18)担载量,或者阳极和阴极担载量的总和。
注:催化剂担载量单位为克每平方米(g/m2)。
3.16
催化剂中毒catalyst poisoning
催化剂(3.11)的性能被物质(毒物)抑制。
注:电催化剂(3.31)中毒会导致燃料电池(3.43)的性能下降。
3.17
催化剂聚结catalyst sintering
由于化学和/或物理过程使催化剂(3.11)颗粒结合在一起。
3.18
阴极cathode
氧化剂的还原反应发生所在电极(3.33)。
[IEC60050-482:2004,482-02-28,修改]
3.19
电池cell(s)
3.19.1
平板电池planar cell
平面结构的燃料电池(3.43)。
3.19.2
单电池single cell
燃料电池(3.43)的基本单元,由一组阳极(3.2)和阴极(3.18)及分开它们的电解质(3.34)组成。
3.19.3
管状电池tubular cell
圆柱状结构的燃料电池,允许燃料和氧化剂在管内或管外表面流动。
注:可以使用不同的截面类型(如圆形,椭圆形)。
3.20
夹持端板clamping plate
见端板(3.40)。
3.21
压缩端板compression end plate
见端板(3.40)。
3.22
活化conditioning
能保证燃料电池(3.43)正常运行的(和电池/电池堆有关)预备步骤,按照制造商规定的规程来实现。
注:活化可能包括可逆和/或不可逆的过程,取决于电池技术。
3.23
交叉泄漏cross leakage
见串漏(3.24)。
3.24
串漏crossover
燃料电池(3.43)的燃料端和氧化剂端之间任一方向的泄漏,一般是穿过电解质(3.34)。
注:串漏也称为交叉泄漏。
3.25
电流current
3.25.1
泄漏电流leakage current
除了短路外,在不需要导电的路径上出现的电流。
注:泄漏电流单位为安(A)。
[IEC60050-151:2001,151-15-49]
3.25.2
额定电流rated current
制造商规定的最大连续电流,燃料电池发电系统(3.49)设计在该电流下运行。
注:额定电流单位为安(A)。
3.26
电流集流体current collector
燃料电池(3.43)中从阳极(3.2)端收集电子或向阴极(3.18)端传递电子的导电材料。
3.27
电流密度current density
单位活性面积(3.4.2.1)上通过的电流。
注:电流密度单位为安每平方米(A/m2)或安每平方厘米(A/cm2)。
3.28
衰减速率degradation rate
在一定时间内电池性能衰减的比率。
注1:衰减速率可以用来衡量电池性能的可恢复性损失和永久性损失。
注2:常用的测量单位是,在额定电流下,每单位时间伏特(直流)或每固定时间内初始值(电压直流)的百分比。
3.29
脱硫器desulfurizer
除去原燃料(3.89)中硫化物的反应器。
注:吸附剂式脱硫器、催化式氢化脱硫器等。
3.30
效率efficiency
设备输出的有用能量流和输人能量流的比。
注:能量流能通过测量一个规定的时间间隔内相应的流人和输出的值确定,因此可以理解为各个流的平均值。
3.30.1
电效率electrical efficiency
燃料电池发电系统产生的净电功率(3.85.3)和向燃料电池发电系统提供的总焓流的比。
注:除非另有说明假定低热值(LHV)。
3.30.2
有效能(㶲效率)exegetic efficiency
燃料电池发电系统(3.49)产生的净电功率(3.85.3)和供给燃料电池系统总㶲流的比,假设反应产物为气态。
3.30.3
热回收效率heat recovery efficiency
燃料电池发电系统(3.49)回收的热能与供人燃料电池发电系统焓流的比。
注:原燃料(3.89)供给的总焓流(包括反应焓)应采用低热值,以便更好地和其他类型的能量转换系统比较。
3.30.4
总能量效率(总热效率)overall energy(total thermal efficiency)
总的可用能量流[净电功率(3.85.3)和回收的热流]和供给燃料电池发电系统(3.49)总焓流的比。
注:原燃料(3.89)供给的总焓流(包括反应焓)应采用低热值,以便更好地和其他类型的能量转换系统比较。
3.30.5
总有效能(总㶲效率)overall exergy efficiency
净电功率(3.85.3)和回收的热中的所有有用㶲流之和与供给燃料电池发电系统(3.49)的总㶲流的比。
注:输入的原燃料(3.89)的总㶲流(包括反应)应对应气态产物以便更好地和其他类型的能量转换系统比较。
3.31
电催化剂electrocatalyst
加速(增加速率)电化学反应的物质。
同时见催化剂(3.11)。
注:在燃料电池(3.43)中,电催化剂通常被放置在活性层(3.3)或催化层(3.14)。
3.32
电催化剂载体electrocatalyst support
电极(3.33)的组成部分,用于担载电催化剂(3.31),并作为导电介质。
3.33
电极electrode
用于将电化学反应产生的电流导人或导出电化学电池的电子导体(或半导体)。
注:电极可能是阳极(3.2)或阴极(3.18)。
3.33.1
气体扩散电极gas diffusion electrode
用于气态的反应物和/或产物的一种特别设计的电极(3.33)。
注:气体扩散电极通常包括一个或多个多孔层,如气体扩散层(3.57)和催化剂层(3.14)。
3.33.2
带槽电极ribbed electrode
在电极的基体上有让气体通过的凹槽的电极(3.33)。
3.34
电解质electrolyte
含有移动离子因而具有离子导电性的液态或固态物质。
注:电解质是不同燃料电池(3.43)技术(比如液态、聚合物、熔融盐、固体氧化物)的主要区分特征,它决定有效操作温度范围。
[IEC 60050-111:1996,111-15-02]
3.35
电解液泄漏electrolyte leakage
液态电解质(3.34)从燃料电池堆(3.50)中漏出。
3.36
电解质损失electrolyte loss
相对于燃料电池(3.43)初始电解质(3.34)储量的任何减少。
注:电解质(3.43)的减少可能由不同的过程产生,如蒸发、泄漏、迁移和金属部件腐蚀造成的消耗。
3.37
电解质基体electrolyte matrix
保存液态电解质(3.34)的具有特定的合适孔结构的绝缘气密电池部件。
注:孔结构一定要根据与其相邻的电极(3.33)来调节,以保证完全填充(3.41)。
3.38
电解质迁移electrolyte migration
使用外部歧管的熔融碳酸盐燃料电池(3.43.5)电池堆中电解质在电位驱动下的移动。
注:电解质(3.34)趋于从电池堆的正极向负极迁移,迁移通过置于外部歧管(3.70)和电池堆边缘之间的垫片发生。
3.39
电解质存储器electrolyte reservoir
液态电解质燃料电池(3.43)[如熔融碳酸盐燃料电池(3.43.5)和磷酸燃料电池(3.43.6)]的组成部分,用于存储液态电解质(3.34),以在电池的生命周期内补充电解质损失(3.36)。
3.40
端板end plate
位于燃料电池堆电流流动方向的两端,用于给叠在一起的电池传送所需要的压紧力的组件。
注:端板可包括接口管道、歧管(3.70)或夹紧板以便给燃料电池堆(3.50)提供流体(反应物,冷却液)。也可称为电池堆端板或压缩端板。
3.41
填充(度)filling(level)
燃料电池(3.43)多孔部件[如电极(3.33)或电解质基体(3.37)]中所有开放的孔体积被液态电解质(3.34)所占据的比例。
3.42
电池堆或模块中的流场布置flow configuration of stack or module
3.42.1
并流co-flow
如在热交换器或燃料电池(3.43)中,流体同向平行流过一个设备的相邻部分。
3.42.2
逆流counter flow
如在热交换器或燃料电池(3.43)中,流体反向平行流过一个设备的相邻部分。
3.42.3
交叉流动cross flow
如在热交换器或燃料电池(3.43)中,流体相互交叉以一个基本上互相垂直的角度流过一个设备的相邻部分。
3.42.4
闭端流动dead end flow
一种单电池或电池堆的结构,其特点是封闭燃料和/或氧化剂的出口。
注:在闭端流动的操作中,输送到电池或电池堆的反应物几乎100%被消耗了。由于需要周期性吹扫电极(3.33)腔室,一小部分反应物会从燃料电池发电系统(3.49)中排出。
3.43
燃料电池fuel cell
将一种燃料和一种氧化剂的化学能直接转化为电能(直流电)、热和反应产物的电化学装置。
注:燃料和氧化剂通常存储在燃料电池的外部,当它们被消耗时输人到燃料电池中。
[IEC 60050-482:2004,482-01-05.修改]
3.43.1
自呼吸式燃料电池air breathing fuel cell
使用自然通风(3.116.2)的空气作为氧化剂的燃料电池(3.43)。
3.43.2
碱性燃料电池alkaline fuel cell
使用碱性电解质(3.34)的燃料电池(3.43)。
3.43.3
直接燃料电池direct fuel cell
提供给燃料电池发电系统(3.49)的原燃料(3.89)和提供给阳极(3.2)的燃料相同的燃料电池(3.43)。
3.43.4
直接甲醇燃料电池direct methanol fuel cell; DMFC
燃料为气态或液态形式的甲醇(CH3OH)的直接燃料电池(3.43.3)。
注:甲醇在阳极(3.2)不经过重整成氢的过程而直接被氧化。电解质(3.34)通常为质子交换膜。
3.43.5
熔融碳酸盐燃料电池molten carbonate fuel cell
使用熔融碳酸盐为电解质(3.34)的燃料电池(3.43)。
注:通常使用熔融的锂/钾或锂/钠碳酸盐作为电解质(3.34)。
3.43.6
磷酸燃料电池phosphoric acid fuel cell; PAFC
用磷酸(H3PO4)水溶液作为电解质(3.34)的燃料电池(3.43)。
3.43.7
聚合物电解质燃料电池polymer electrolyte fuel cell; PEFC
使用具有离子交换能力的聚合物作为电解质(3.34)的燃料电池(3.43)。
注:聚合物电解质燃料电池也被称为质子交换膜燃料电池(PEMFC)(3.43.8)和固体聚合物燃料电池(SPFC)。
3.43.8
质子交换膜燃料电池proton exchange membrane fuel cell; PEMFC
见聚合物电解质燃料电池(3.43.7)。
3.43.9
可再生燃料电池regenerative fuel cell
能够由一种燃料和一种氧化剂产生出电能,又可通过使用电能的一个电解过程产生该燃料和氧化剂的电化学电池。
3.43.10
固体氧化物燃料电池solid oxide fuel cell; SOFC
使用离子导电氧化物作为电解质(3.34)的燃料电池(3.43)。
3.43.11
固体聚合物燃料电池solid polymer fuel cell; SPFC
见聚合物电解质燃料电池(3.43.7)。
3.44
燃料电池/电池混合系统fuel cell/battery hybrid system
燃料电池发电系统(3.49)同电池相结合,以提供有用的电能。
注:燃料电池发电系统(3.49)可以提供电能,给电池充电,或者两者兼而有之。该系统可提供和接受电能。
3.45
燃料电池/燃气轮机系统fuel cell/gas turbine system
电力系统基于一种高温燃料电池(3.43),通常是熔融碳酸盐燃料电池(3.43.5)或固体氧化物燃料电池(3.43.10)和燃气轮机的集成。
注:系统运行使用燃料电池的热能和剩余燃料驱动燃气轮机。也被称为燃料电池/燃气轮机混合系统。
3.46
燃料电池燃气轮机混合系统fuel cell gas turbine hybrid system
见燃料电池/燃气轮机系统(3.45)。
3.47
燃料电池热电联供系统fuel cell cogeneration system
目的是向外部用户提供电力和热的燃料电池发电系统(3.49)。
3.48
燃料电池模块fuel cell module
一个或多个燃料电池堆(3.50)和其他主要及适当的附加部件的集成体,用于组装到一个发电装置或一个交通工具中。
注:一个燃料电池模块由以下几个主要部分组成:一个或多个燃料电池堆(3.50)、输送燃料、氧化剂和废气的管路系统、电池堆输电的电路连接、监测和/或控制手段。此外,燃料电池模块还可包括:输送额外流体(如冷却介质,惰性气体)的装置,检测正常或异常运行条件的装置,外壳或压力容器和模块的通风系统,以及模块操作和功率调节所需的电子元件。
3.49
燃料电池发电系统fuel cell power system
使用一个或多个燃料电池模块(3.48)产生电能和热的发电系统。
注:燃料电池发电系统是由第2章中的全部或部分系统组成。
3.49.1
微型燃料电池发电系统micro fuel cell power system
可佩带或易用手携带的微型燃料电池发电装置(3.74)和相关的燃料容器,见图3。
3.49.2
便携式燃料电池发电系统portable fuel cell power system
不被永久紧固或其他形式固定在一个特定位置的燃料电池发电系统(3.49),见图2。
3.49.3
固定式燃料电池发电系统stationary fuel cell power system
连接并固定于适当位置的燃料电池发电系统(3.49).见图1。
3.50
燃料电池堆fuel cell stack
由单电池、隔离板、冷却板、歧管(3.70)和支承结构组成的设备,通过电化学反应把(通常)富氢气体和空气反应物转换成直流电、热和其他反应产物。
3.51
燃料电池车fuel cell vehicle
使用燃料电池发电系统(3.49)给电动机提供驱动电力的电动车,见图4。
3.52
燃料利用率fuel utilization
用于燃料电池电化学反应的燃料量和进入燃料电池的燃料总量的比值。
3.53
燃料加注耦合器fuelling coupler
燃料电池车(3.51)和燃料供应站的连接接口。
注:燃料加注耦合器也可以提供冷却水,以及跟燃料供应有关的通信信息。燃料加注耦合器包括加注口和加注枪。
3.54
气体净化gas clean-up
通过物理或化学方法除去气态物料流体中的污染物。
3.55
气体扩散阳极gas diffusion anode
见气体扩散电极(3.33.1)。
3.56
气体扩散阴极gas diffusion cathode
见气体扩散电极(3.33.1)。
3.57
气体扩散层gas diffusion layer; GDL
放置在催化层(3.14)和双极板(3.9)之间形成电接触的多孔基层,该层允许反应物进人催化层和反应产物的去除。
注:气体扩散层是气体扩散电极(3.33.1)的组成部分,也可称为多孔传输层(PTL)。
3.58
气体分布板gas distribution plate
见双极板(3.9)。
3.59
气体泄漏量gas leakage
除有意排出的废气之外,离开燃料电池模块(3.48)的所有气体的总和。
3.60
气体吹扫gas purge
从燃料电池发电系统(3.49)中将气体和/或液体(例如燃料、氢气、空气或水)清除的保护性操作。
3.61
气体密封gas seal
防止反应气体从规定的流动通道中泄漏出去的气密机制。
注:气密密封可干可湿,这取决于燃料电池(3.43)的类型。
3.62
增湿humidification
通过燃料和/或氧化剂反应气体,向燃料电池(3.43)内部引人水的过程。
3.63
增湿器humidifier
将水加入燃料:和/或氧化剂气体中的设备。
3.64
内部连接体interconnector
在燃料电池堆(3.50)中连接单电池(3.19.2)的导电气密部件。
3.65
界面点interface point
物料和/或能量进人或离开燃料电池发电系统(3.49)边界的测量点。
注:该边界是有意选择用来精确测量系统的性能。如有必要,被评估的燃料电池发电系统(3.49)的边界或界面点应通过各方协商确定。
3.66
内电阻internal resistance
燃料电池(3.43)内部的欧姆电阻,在电流集流体(3.26)之间测量,由不同组件(电极、电解质、双极板和电流集流体)的电子和离子电阻引起。
见欧姆极化(3.82.2)。
注:欧姆意指电压降和电流的关系服从欧姆定律。
3.67
内阻损失IR loss
欧姆极化
见欧姆极化(3.82.2)和内电阻(3.66)。
3.68
脊(和流场有关)land(related to flow field)
流场中突出的结构,和气体扩散层(3.57)接触,提供电接触和电子流的通路。
3.69
寿命life
3.69.1
催化剂寿命(重整器)catalyst life(reformer)
燃料电池发电系统在额定工况运行时,从首次启动燃料电池发电系统(3.49)到在重整器(3.92)出口初次出现未重整燃料的浓度超过了制造商允许的设计值时的时间间隔。
3.69.2
单电池或电池堆寿命cell or stack life
燃料电池在一个规定的运行条件下,从首次启动到其电压降至低于规定的最低可接受电压时的时间间隔。
注:最低可接受电压值应考虑到具体的使用情形,由参与各方协议确定。
3.70
歧管manifold
为燃料电池(3.43)或燃料电池堆(3.50)输送流体或从中收集流体的管道。
注1:外部歧管的设计是针对摞在一起的单电池,气体混合物从一个中央源被送往大的燃料和氧化剂的进口,该进口覆盖紧邻的电池堆端并用恰当设计的密封垫密封。类似的系统在对面端收集废气。
注2:内部歧管是设计在电池堆内部的通道系统,它穿过双极板(3.9)把气体分配给各单电池。
3.71
质量活性mass activity
见比活性(3.102)。
3.72
传质(或浓度)损失mass transport(or concentration)loss
见浓差极化(3.82.3)。
3.73
膜电极组件membrane electrode assembly ;MEA
通常是聚合物电解质燃料电池(3.43.7)、直接甲醇燃料电池(3.43.4)类燃料电池(3.43)的组成部分,由电解质膜和分别置于两侧的气体扩散电极(3.33.1)组成的组件。
3.74
微型燃料电池发电装置micro fuel cell power unit
提供不超过60V直流输出电压(3.117.3)和不超过240 VA的持续净电力的燃料电池发电装置。
注:微型燃料电池发电装置不包括燃料容器。
3.75
空载电压no load voltage
见开路电压(3.117.2)。
3.76
非重复部件non-repeat parts
燃料电池堆(3.50)的所有非重复部件。如,电堆端板(3.40)。
3.77
运行operation
3.77.1
恒电流运行constant current operation
燃料电池发电系统(3.49)在恒电流下的运行模式。
3.77.2
恒功率运行constant power operation
在其发电能力范围内,燃料电池发电系统(3.49)输出功率保持恒定的运行模式。
3.77.3
恒电压运行constant voltage operation
燃料电池发电系统(3.49)保持恒定输出电压(3.117.3)的运行模式。
3.77. 4
满载运行full load operation
燃料电池发电系统(3.49)运行在额定功率(3.85.4)下的模式。
3.77.5
联网运行grid-connected operation
燃料电池发电系统(3.49)和电力电网相连接的运行模式。
3.77.6
离网运行grid-independent or isolated operation
燃料电池发电系统(3.49)独立于任何电力电网而单独运行的模式。
3.77.7
跟载运行load following operation
燃料电池发电系统(3.49)基本上由电力负荷的波动或热量的需求来控制运行的模式。
3.77.8
预发电运行pre generation operation
见预发电状态(3.110.4)。
3.78
氧化剂利用率oxidant utilization
参与电化学反应产生燃料电池(3.43)电流的氧化剂的量和进人燃料电池的氧化剂总量的比值。
注:(O2 in-Oz out)/O2 in,其中O2 in和O2 out分别是进口和出口的O2流量。
3.79
寄生负载parasitic load
为了维持燃料电池发电系统(3.49)运行辅助系统(BOP)(3.7)中的辅助机器和设备(如)所消耗的功率。
注:例如风机、泵、加热器传感器。寄生负载在很大程度上取决于燃料电池发电系统的输出功率和环境条件。
3.80
部分氧化partial oxidation
见部分氧化重整(3.93.3)。
3.81
中毒poisoning
见催化剂中毒(3.16)。
3.82
(燃料电池)极化(fuel cell)polarization
由于在燃料电池的组件内发生不可逆过程致使燃料电池(3.43)的输出电压(3.117.3)偏离其热力学数值。
注:极化增加效率(3.30)损失,且随着通过电池的法拉第电流的增加而增加。
3.82.1
活化极化activation polarization
由慢的电极动力学而引起的极化。
3.82.2
欧姆极化ohmic polarization
由于电解质(3.34)中的离子和电极(3.33)中的电子、双极板(3.9)和电流集流体(3.26)中的电子流动阻力引起的极化。
注:欧姆一词意指电压降遵循欧姆定律,即欧姆电阻[称为电池的内电阻(3.66)]会使电压和电流成正比,是一个比例常数。
3.82.3
浓差极化concentration polarization
燃料电池的电极内向反应点的缓慢扩散和/或产物从电极缓慢扩散离开而引起的极化。
注:该极化在大电流密度下更重要,并可能导致电池电压的急剧下降。
3.83
极化曲线polarization curve
在规定的反应物条件下燃料电池(3.43)输出电压(3.117.3)与输出电流的曲线。
注:极化曲线表示为V对A/cm2。
3.84
孔隙率porosity
孔隙体积与电极(3.33)或电解质基体(3.37)总体积的比值。
注:孔隙的特征,如总的开孔率、孔隙形状、大小和大小的分布等,是燃料电池活性组分的关键指标,对性能有重要影响。