唐琪雯， 井德水， 南温暖

(常州博能新能源有限公司， 江苏 常州 213100)

质子交换膜燃料电池(PEMFC)可分为高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)和低温质子交换膜燃料电池(LT-PEMFC)。通常LT-PEMFC的使用温度不超过100 ℃，质子传导的介质是水。而HT-PEMFC的使用温度范围为100～200 ℃，质子传导的介质为非水质子溶剂[1]。与LT-PEMFC相比，HT-PEMFC系统的优点有：①电化学反应活性提高。温度升高，电极反应动力学和反应物的扩散速率得以提高[2-3]。②简化水管理系统。由于高温条件下质子不再依赖液态水传输，因此无需额外增湿。③简化热管理系统。由于电池运行温度高，冷却剂和燃料电池堆之间的温差变大，使得电堆散热需求降低。④杂质气体耐受性提高[4-6]。温度升高，可以减少CO，H2S等杂质气体在催化剂表面的吸附，从而提高催化剂的杂质耐受性，200 ℃条件下催化剂的CO耐受体积分数达到3%～5%，这使得重整气无需经过净化处理即可直接作为HT-PEMFC的燃料。上述优点使HT-PEMFC在热电联产微电站、替代远程柴油发电机的备用电源及车载应用中的混合燃料电池/电池等方面具备应用价值[2,7]。

膜电极是电化学反应发生的场所，为发挥其最佳性能，在组装成电池(电堆)后，需要进行活化。聚苯并咪唑(PBI)基高温膜电极的活化方法普遍是使用纯氢作为燃料，以恒电流放电模式长时间运行，直至性能达到平稳状态，活化时间往往需要50～100 h[8-9]。PBI基高温膜电极活化方法的研究报道较少。对于LT-PEMFC，文献中建议的活化方法包括将膜电极暴露在高温高压下、循环负载、氢气氧化与一氧化碳氧化溶出或几种方法的组合[10-11]。……