GB T 28816-2012 燃料电池.术语.pdf
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1、司 唱;4IIIC ICS 29.220.01 K 82 GB 和国国家标准11: ./、中华人民GB/T 28816-20 12/IEC/TS 62282-1 : 20 1 0 燃料电池术语Fuel cell-Terminology (IEC/TS 62282-1: 2010 , Fuel cell technologies-Part 1: Terminology, IDT) 2012-11-05发布I酌中华人民共和国国家质量监督检验检菠总局中国国家标准化管理委员会2013-02-01实施发布4 GB/T 28816-2012/IEC/TS 62282-1: 20 1 0 目次前言.m 1
2、范围-2 燃料电池发电系统框图3 术语和定义.4 索引.23 I GB/T 28816-2012/IEC/TS 62282-1: 20 1 0 前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准等同采用IEC/TS62282-1 :2010(燃料电池技术第1部分:术语。本标准在技术上与IEC/TS62282-1 :2010一致,仅做了下列编辑性修改:删除了国际标准的前言和引言,增加国家标准的前吉z本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国燃料电池标准化技术委员会(SAC/TC342)归口。本标准起草单位:机械工业北京电工技术经济研究所、武汉银泰科技燃料电池有限公司、上海神力科技有限
3、公司、北京清能华通科技发展有限公司、同济大学、清华大学、武汉理工大学、中科院大连化学物理研究所、新源动力股份有限公司、UL美华认证有限公司、上海攀业氢能源科技有限公司、上海汽车集团股份有限公司新能源汽车事业部、上海交通大学、北京伯肯新能源设备有限公司。本标准起草人:李晶晶、齐志刚、张若谷、张禾、卢琛佳、衣宝廉、侯永平、裴普成、潘牧、侯明、邢丹敏、赵景辉、季良俊、陈晨、董辉、王绍荣、张立芳。皿 / /j/ i/ / / / / GB/T 28816一2012/IEC/TS62282-1: 20 1 0 燃料电池术语1 范围本标准以图表、定义和方程等方式提供了统一的燃料电池术语。本标准适用于固定式
4、、交通、便携式和微型发电等所有燃料电池技术相关的应用。本标准中没有的词或短语,可在标准词典、工程参考资料或IEC60050系列标准中找到。注:IEC 62282的第一版意在为使用燃料电池标准IECTC 105系列燃料电池标准的工作组和用户提供一个资源,而第二版已经扩展为通用燃料电池术语源。2 燃料电池发电系统框圄2. 1 框圄燃料电池发电系统系统边界功率稳咆输能健入l 回收热废热机械能燃料I ,_., , -_,._,. I 可用功率电能1功率调节系统|氧化剂通风I *m I 废水惰性气体回废气、水B 内置式通风能量储存装置电磁干扰、电磁骚扰噪声、振动、风、振动雨、温度等圄1固定式燃料电池发电
5、系统(3.49.3)1 G/T 28816-2012/IEC/TS 62282-1: 20 1 0 燃料电池发电系统功率输入电能一一一_1_-, 一.-,-一_l_废热燃料L_ 一_.J置i-1ilf1:ffi2=柑i /JT什门虫叮略统|氧化剂三子通风/1 惰性气体/子/|叫|1/ 4二EE 日振动、风A时1/ /围2 废热可用功率图3微型燃料电池发电系统(3.49.1) 2 2.2 框圄功能的定义GB/T 28816一2012月EC/TS62282-1: 20 1 0 !燃料处理ii 系统(间| i接氢燃料! 电池)i 燃料电池系统图4燃料电池车(3.51)动力系统燃料电池车从IEC622
6、82这部分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:自动控制系统一一由传感器、制动器、阅门、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。燃料电池模块一一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。燃料电池堆一一由单电池、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。燃料处理系统一一燃料电池发电系统(3.49)所需要的、准备燃料及必要时对其加压的、
7、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。内置式能量储存一一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。氧化剂处理系统一一用来计量、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。功率调节系统一一一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。热管理系统一一用来加热或冷却/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。3 GB/T 28816-2012/IEC/TS 6
8、2282-1: 20 1 0 通风系统-一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。水处理系统一一用以对燃料电池系统(3.49)所用的回收水或补充水进行必要处理的系统。微型燃料电池发电系统:燃料容器一一可移除的、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: 附加式一一本身有外壳、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。 外置式一一本身有外壳、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。 插入式一本身有外壳、并且安装在由微型燃料电池发电系统(3
9、.49.1)供电的设备的外壳内。 卫星式一一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一一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z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。电磁骚扰一一任何可能降低装置、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。lEC60050-161 :1 990 , 161-01-05J 电磁干扰一一由电磁骚扰导致的设备、传输通道或系统的性能降低。IEC60050-161: 1990 , 161-01-06J 回收热回收再利用的热能
10、。废热一一排放出的且不被回收的热能。3 术语和定义3.1 空气洗毒air bleed 在燃料电池(3.43)或燃料电池堆(3.50)燃料进口的上游,或者在阳极(3.2)的腔室中,引人少量空气(大约5%)到燃料流里。3.2 3.3 3.4 注:空气洗毒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。阳极anode 燃料的氧化反应发生所在电极(3.33)。活性层active layer 见催化层(3.14)。面积area 3.4. 1 4 电池面积cell町ea垂直于电流流动方向的双极板(3.9)的几何面积。注2电池面积表示为mGB/T 28816
11、-2012月EC/TS62282-1: 20 1 0 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(3.33)的几何面积。注1:活性面积表示为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(3.26)。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表面的面积。注:电化学表面积表示为m23.4.3 膜电极组件面积membrane electrode asse
12、mbly (MEA) area 垂直于净电流流动方向整个膜电极组件的几何面积,包括膜的活性面积和未涂催化剂部分的面积。注:膜电极组件面积表示为m2.3.4.4 比表面积specific surface area 每单位质量(或体积)催化剂的电化学表面积或反应物能接触到的电催化剂的面积。注:比表面积表示为m2/g,m2/m33.5 可用因子availability factor 运行时间占总考察时间的比例。IEC 60050-603: 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z轴向负
13、荷表示为Pa.3. 7 辅助系统balance of plant; BOP 基于电源或站点的具体要求,纳入一个完整的发电系统的支持/辅助部件。注:一般而言,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。n oq a v且atw nr 。4 1 Ean, eni 臼Lhu/飞行行运运载载满基见n 句33.9 双极植bipolar plate 电池堆中隔离单电池的导电板,作为集流体(3.2日,并为电极(3.33)或膜电极组件(3.73)提供机械支撑。注2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
14、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。5 GBjT 28816-2012jIECjTS 62282-1 :2010 3. 10 母结摄bus bar 见电池堆电端(3.105)。3. 11 催化剂catalyst 能加速(增加速率)反应、本身不被消耗的物质。同时见电催化剂(3.31)。注z催化剂降低了反应活化能,从而使反应速率增加。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(3.43.6)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.
15、 73)。3. 13 催化荆涂层基质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。.31)的薄层,通常具有离子和电子传导性。注:催化层构成了可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2催化剂担载量表示为g/m。3. 16 催化荆中毒catalyst poison
16、ing 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)。IEC 60050-482: 2004,482-02-28,修改过的3. 19 电池cell 3.19.1 平摄电池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
17、开它们的电解质(3.34)组成。6 GB/T 28816-2012月EC/TS62282-1: 20 1 0 3. 19.3 3.20 3.21 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。压缩端板compression end plate 见端板(3.40)。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。3.22 3.23 3.24 注2活化可能包括可逆和/或不可逆的过程,取决于电池技术。交叉泄漏cross leakag
18、e 见渗漏(3.23)。渗漏crossover 燃料电池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:渗漏也称为交叉泄漏。电流current 3.24. 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:泄漏电流表示为A.IEC 60050-151: 2001 , 151-15-49J 3.24.2 3.25 3.26 3.27 额定电流rated current 制造商规定的最大连续电流,燃料电池电源系统(3.49)设计在该电流下运行。注:额定电流表示为A。电流集流体current collector 燃料电池(3.43)中
19、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。电流密度cuent density 单位活性面积(3.4.2.1)上通过的电流。注:电流密度表示为A/m或A/cm 衰减速率degradation rate 在一定时间内电池性能衰减的比率。注: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。常用的测量单位是每单位时间伏特(直流或每固定时间内终值和初值电压(直流)的百分比。7 G/T 28816-2012/IEC/TS 62282-1: 20 1 0 3.28 3.29 3.31 脱耐器desulfurizer 除去原燃料中硫化物的反应器。注:吸附剂式脱硫器、催化式氢化
20、脱硫器等。电池压力差differential cell pressure 从一个电极(3.33)到另一个电极之间测量的电解质(3.34)两侧的压力差。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)0 3.32 3.33 8 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。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
21、(3.33)可能是阳极(3.2)或阴极(3.18)。GB/T 28816-2012/IEC/TS 62282-1: 20 1 0 3.33.1 气体扩散电极gas diffusion electrode 由电极(3.33)中所有的导电组分构成的阳极(3.2)端或阴极(3.18)端部件,即气体扩散层(3.57)和催化层(3.14)。3.33.2 3.34 3.35 3.36 3.37 3.38 3.39 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)。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。IEC 60050-1
22、11 :1 996 , 111-15-02J 注z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。电解渲泄漏electrolyte leakage 液态电解质(3.34)从燃料电池堆(3.50)中漏出。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z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。电解质基体electrolyte Dlatrix 保存液态电解质的具有特定的合适孔结构的绝缘气密电池部件。注2孔结构必须根据与其
23、相邻的电极(3.33)来调节,以保证完全填充(3.41)。电解质迁移electrolyte Dligration 使用外部歧管的熔融碳酸盐燃料电池(3.43.的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。电解质存储器electrolyte r四ervoir液态电解质燃料电池(3.43)(如熔融碳酸盐燃料电池(3.43. 4)和磷酸燃料电池(3.43. 5)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(3.69. 2)内补充电解质损失(3.36)。3.40 3.41 端板end
24、 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z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)。也可称为电池堆端架或压缩端板。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所占据的比例。9 GB/T 28816-2012月EC/TS62282-1: 20 1 0 3.42 电池堆或模块中的流场布置flow confignration of stack or modnle 3.42.1 并流co-f
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