微孔过滤分离技术在空间氢氧质子交换膜燃料电池中的应用

传统氢氧燃料电池的水管理涉及气体循环泵、加湿器和气水分离器等辅助部件，存在系统复杂、可靠性低等问题，采用被动的水管理模式可以解决这些问题。被动式水管理的关键在于实现气液分离过程的被动化。采用高分子微孔膜作为气液分离组件，组装并测试被动排水燃料电池。测试发现，70℃温度、0?02 MPa压差情况下，0?1μm高分子微孔膜的水通量可达5 L·min－1·m－2，在满足排水需求的同时限制了气体通过多孔微孔膜的扩散迁移；200 mA·cm－2电流密度时单体电压可达0?825 V，最大稳态工作电流密度可达500 mA·cm－2，组装的被动排水燃料电池成功通过典型工况测试和方向敏感性测试。