脈沖排放對PEMFC性能影響的研究進展

王 俊，陳 奔，席清海，涂正凱

(1. 武漢理工大學材料復合新技術國家重點實驗室，湖北 武漢 430070；2. 南水北調中線建設管理局，河南 鄭州 450000)

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·綜 述·

脈沖排放對PEMFC性能影響的研究進展

王 俊1，陳 奔1，席清海2，涂正凱1

(1. 武漢理工大學材料復合新技術國家重點實驗室，湖北 武漢 430070；2. 南水北調中線建設管理局，河南 鄭州 450000)

介紹脈沖排放對質子交換膜燃料電池(PEMFC)性能影響的研究進展，包括脈沖排放能提高氫氣利用率、減少“水淹”的影響及對電池組件的影響。合理的脈沖排放周期和排放時間，可避免電池局部反應氣體“饑餓”，提高PEMFC的性能和壽命。應結合電池的工作參數、電池設計及電池壽命，研究合理的脈沖排放周期和排放時間。

質子交換膜燃料電池(PEMFC)； 脈沖排放； 水淹； 性能

水管理是質子交換膜燃料電池(PEMFC)研究的重點之一[1]。電池水含量過低，會產生干膜現象，妨礙質子的傳輸，從而降低輸出電壓；水含量過高，會產生“水淹”現象，阻礙多孔介質中氣體的擴散，導致輸出電壓降低[2]。移除電池中積累的水是PEMFC穩定運行的一個重要課題。PEMFC陽極多采用脈沖排放和氣體循環等兩種方式來提高氫氣利用率并移除過量的水。在實際應用中，脈沖排放應用較多。脈沖排放有兩個重要的功能：①排出在陽極積累的、由于使用不純凈的氣體和可滲透的質子交換膜產生的不反應氣體[3]；②排出在電池中多余的水，其中陰極的水是由反應生成的，陽極的水是由陰極反滲透而來的。

雖然氣體循環系統能把水排出，但M.Pien等[4]認為氣體循環泵不是解決問題的最理想辦法，因為泵的電機在陰極高純氧中做機械的快速運動，存在重大的火災隱患；同時，氣體循環系統中氫氣不純導致的惰性氣體積累，直接影響電池性能的衰減。PEMFC采用脈沖排放的方式，不需要氣體加濕和循環系統，可降低整個燃料電池系統的成本、體積和質量。PEMFC在閉口模式下運行，由于氣體雜質和水的積累導致局部燃料濃度下降“饑餓”，會造成電池性能的下降。若局部燃料進一步“饑餓”，會觸發陰極側鉑碳催化劑的碳腐蝕，造成不可逆的電池性能下降和壽命衰減[5]。

脈沖排放能解決電池性能不可逆衰減、火災隱患和電池壽命衰減的問題，但不合理的脈沖排放會造成膜降解、碳腐蝕及電池內水失衡等問題，優化脈沖排放周期和脈沖排放時間，是解決這些問題的關鍵。本文作者總結現有脈沖排放的優缺點，對相關研究進行了綜述。

1 脈沖排放提高氫氣利用率

傳統PEMFC的陽極尾氣通常直接排放到大氣中，由于氫氣不能反應完全，尾氣直接排放會帶來很多安全隱患，并導致氫氣利用率偏低，影響PEMFC的廣泛應用[6]。氫氣利用率主要受電池設計和系統控制的影響，有必要研究高效的能源利用系統設計，以降低氫氣排放造成的能量損失[7]。為了提高氫氣利用率，一般在PEMFC系統中增加氫氣循環泵，在陽極出口通過氫氣循環泵將氫氣重新導入陽極，進行反應。B.J.Kim等[8]采用在陽極出口安裝氫氣循環泵的方法，使氫氣在電池內強制循環，并將電池內的水吹出流道。王洪衛等[9]利用離心風機、噴射器和氣水分離器作為燃料電池陽極氫氣的循環系統，利用離心風機的動能把陽極的尾氣排出，經過氣水分離器，將液態水和氣體分開，使過量的氫氣經過噴射器重新回到陽極進行反應。在氫氣循環過程中，從陰極滲透到陽極的氮氣在陽極積累，會嚴重影響電池的性能，長時間運行時仍需要將陽極的氮氣排掉，此步驟也會浪費氫氣[10]。J.L.Yu等[6]采用陽極閉口陰極直排的模式進行實驗，當用高純氫、氧作為反應氣體時，兩次脈沖排放的間隔長達120 min；當用高純氫和空氣作為反應氣體時，在電流密度為500 mA/cm2時兩次脈沖排放的間隔縮短為40 min；當陽極通入99.2%氫氣和0.8%氮氣的混合氣體、陰極通入高純氧時，兩次脈沖排放時間的間隔縮短至25 s。這說明，從陰極擴散過來的氮氣是影響電池性能的主要因素之一。氫氣循環系統需要的循環泵、水氣分離器和噴射器，會增加PEMFC系統的成本、質量和體積。

陽極閉口是提高氫氣利用率的簡單方法，K.Nikiforow等[8]利用陽極脈沖排放模式，將燃料電池的氫氣利用率提高到99.9%。。與PEMFC陽極直排不同，陽極閉口時通過在進氣口前安裝壓力調節閥來調節進氣口的氣體壓力，而不是通過氣體流量計控制反應需要的氫氣，在電池內部，各處氣體壓力相同，不會出現氣體分布不均勻的現象。原因是PEMFC陽極閉口運行時會在陽極出口處安裝電磁閥，定期排放積累在陽極的水和惰性氣體。陽極閉口與陽極出口直排相比，提高了氫氣利用率，且電池內部氣體分布更均勻；與氫氣循環相比，降低了系統的成本、質量和體積。

2 脈沖排放減少電池“水淹”的影響

PEMFC需要適量的水潤濕質子交換膜，從而提高質子傳導能力。反應會生成液態水，但過量的水會導致電池內部“水淹”，影響電池性能[11]。閉口PEMFC由于反應生成的水無法在第一時間排出，電池中水的容易積累，導致“水淹”。脈沖排放可排出過量的水，減輕電池“水淹”的影響。

在陰極側發生的氧還原反應生成水，是閉口模式下氣體不加濕時造成“水淹”的最主要原因[12]。“水淹”現象不僅發生在陰極，陽極由于質子交換膜中的水傳輸也會發生。質子交換膜中的水傳輸方式有電滲、逆擴散、液壓滲透和熱滲等[13]。電滲是質子交換膜中最主要的水傳輸方式之一，質子與水分子結合形成水合氫離子，在電勢的牽引下從陽極通過質子交換膜來到陰極[14]。這種機制將會緩解陽極的“水淹”現象。逆擴散是在PEMFC中由于陰、陽極的濃度梯度不同，導致水從陰極擴散到陽極[15]。液壓滲透是由于陰、陽極的壓力梯度，導致水在陰、陽極之間傳輸。一般情況下，液壓滲透是可以忽略的，但是在陰、陽極壓力相差較大的情況下，液壓滲透的影響較大[16]。熱滲是由于陰、陽極溫度梯度，導致水在陰、陽極之間的傳輸，即使是很小的溫度差，都能導致水流向冷端[17]。熱滲對水的傳輸影響幾乎可以忽略。

PEMFC有兩種脈沖排放形式：①陽極閉口脈沖排放，陰極開口連續排放的模式；②陰、陽極都是閉口脈沖排放的模式。形式①，由于陰極氣體加濕和反應生成的水逆擴散到陽極沒及時排除，即使陽極氣體不加濕也會導致陽極“水淹”；形式②，由于陰極反應生成的水和部分水逆擴散到陽極沒有及時排除，長時間運行后也會造成陰、陽極“水淹”。合理的脈沖排放，可減少電池“水淹”的影響。

宋滿存等[18]通過觀察陽極氣體壓力降，對PEMFC電堆進行“水淹”預警的研究，發現在“水淹”過程中，陽極氣體壓力降表現出“兩級臺階”的變化特征。結合流道內水積聚過程和電壓的變化特征，將“水淹”過程分為良好期、潤濕期、過渡期和水淹期等4個階段。增大反應氣體壓力和提高氫氣過量系數，可提高PEMFC抵抗“水淹”的能力，但提高氫氣過量系數會造成浪費。改變電堆的工作溫度，可改善“水淹”的狀況，使PEMFC能在“微濕未淹”的狀態下工作。陽極脈沖排放可用作PEMFC嚴重“水淹”時的輔助處理手段。

G.L.He等[19]對直流道PEMFC進行三維兩相模擬熱傳輸，研究液態水對熱傳輸及氣體流動對溫度分布的影響，發現：液態水阻礙了熱在氣體擴散層和催化層的傳輸，造成相對高溫區域。因空氣熱導率很低，液態水對流道附近區域氣體擴散層和催化層的熱傳輸影響重要。電池內部溫度分布不均和局部高溫，會導致質子交換膜降解，增大氫氣滲透率。

J.St-Pierre等[20]證明了電池內水環境過濕或過干太久，會加速材料的腐蝕和催化劑的流失，導致電池性能衰退。良好的水管理控制策略，可保持電池內的水平衡，延緩電池性能的衰減。J.W.Chio等[21]用氫空燃料電池陽極閉口模式，在恒流運行下30 s內電壓相對穩定，隨后電壓逐漸下降，原因是逆擴散的水蒸氣飽和堵塞了氣體擴散層的氣孔。

X.G.Yang等[22]用可視化電池，發現流道中存在“水淹”現象：許多微米級小水滴從氣體擴散層表面冒出，在匯集成大水滴前，小水滴都吸附在氣體擴散層表面，此時小水滴的表面張力要大于重力和氣流沖擊力；當大水滴的尺寸足以接觸到流道的疏水壁時，才會沿著疏水流道流出。若流道太窄，大液滴在流道中形成水橋，會阻塞氣體和水的傳輸。液態水在流道中有效排出，是避免“水淹”的有效方式。

“水淹”是PEMFC在運行中的普遍現象，特別是在閉口PEMFC中更為嚴重。解決陰陽極“水淹”現象的辦法之一是脈沖排放陰、陽極的尾氣。由于PEMFC中的水平衡受電流密度、水濃度、壓力和溫度等因數的影響，較為復雜，選擇合理的脈沖排放方式才能保證電池的高效運行。

3 脈沖排放對電池組件的影響

脈沖排放會造成電池內瞬時的氣體壓力變化、打破電池內原有的水熱平衡，燃料電池在閉口運行時易造成局部燃料“饑餓”，對電池組件造成傷害。PEMFC性能不可逆衰減主要是電池關鍵材料，如質子交換膜、催化劑在內的膜電極材料的損傷、降解或者老化所致[23]。目前對PEMFC催化劑碳腐蝕的研究較多，這也是對PEMFC壽命影響最大的因素，而對質子交換膜、氣體擴散層及微孔層影響的研究較少。

脈沖排放周期過長，會導致電池性能的不可逆衰減，原因是陽極燃料“饑餓”觸發碳腐蝕[24]。在恒流方式下，在氫氣不充足的“饑餓”區域，水能裂解產生氧原子，促使陰極催化層發生碳腐蝕反應[25]。催化層的碳氧化腐蝕使以碳為載體的Pt顆粒團聚，造成電極內部電子絕緣[26]，降低催化劑的電化學活性面積，導致不可逆衰減。在脈沖排放過程中，PEMFC電壓在一定范圍內波動，電壓波動會導致陰極電勢的變化，而電勢的頻繁變化會加速材料的衰減，如Pt催化劑的溶解等；同時，電池內會出現燃料饑餓，促進Pt催化劑的溶解、碳載體的腐蝕等過程，加速電池的衰減[27]。

R.N.Carter等[28]使用單體電池研究了電流密度與膜電極厚度的關系，發現膜電極變薄的區域傳質損失最大，局部陽級燃料“饑餓”引起的碳腐蝕，是以碳團聚體作為基本單元，最終導致整個膜電極多孔結構的坍塌。

A.P.Young等[29]發現，膜電極多孔結構的坍塌會阻止氣體和液態水進入催化層，導致較高的歐姆與濃差極化。

J.Guo等[30]研究瞬時壓力波動對MEA的影響，發現壓力波動越大，氣流沖擊越嚴重，對MEA損傷越大。脈沖排放造成的膜電極兩邊壓力的不同，也導致了膜的損傷。脈沖排放造成流道內氣體急劇沖擊，導致微孔層和催化層脫落，影響微孔層與催化層的接觸，使接觸電阻增加，影響電子傳輸。

閉口模式下，電池中的液態水和氣態水積累，造成電池內局部燃料“饑餓”，觸發催化劑碳腐蝕，導致性能不可逆衰減。在脈沖排放時，電池內瞬時壓力波動對MEA各部件造成損傷。有關脈沖排放對電池組件的影響研究較少，其是如何影響電池組件及如何減少對電池的影響，值得研究。

4 合理的脈沖排放周期和排放時間

合理的脈沖排放周期和排放時間與電池設計、氣體濕度、溫度、陰陽極內氣體壓力、氣體純度及電流密度等有關。脈沖排放周期是兩次脈沖排放之間的時間間隔；脈沖排放時間是打開與關閉電磁閥之間的時間。目前，對PEMFC陰陽極全閉口運行模式的研究較少，主要集中在陽極閉口。陽極閉口PEMFC中，對氫-空PEMFC研究較多，對氫-氧PEMFC研究較少。脈沖排放需在提高氫氣利用率和減少“水淹”之間達到平衡，設置合理的排放周期和排放時間十分重要。

J.L.Yu等[6]使用PEMFC陽極閉口模式，陰、陽極氣體壓力均為50 kPa，電池溫度為60 ℃，氣體濕度為80%，陰極過量系數為2.5時。使用高純氫氣和高純氧氣作為反應氣體，120 min內基本上無電壓損失；使用高純氫氣和空氣作為反應氣體，電流密度為500 mA/cm2、300 mA/cm2及100 mA/cm2時對應的脈沖排放周期分別為40 min、50 min和60 min。

Y.Tang等[31]發現：提高脈沖排放頻率可防止電流密度較高時造成的陽極“水淹”。脈沖排放時間是由陽極水的積累決定的；而陽極水的積累是由電流密度決定的。這表明：陰極氣體和電流密度影響著脈沖排放周期與排放時間。Z.M.Wan等[32]利用氫-氧PEMFC，采用陰陽極全閉口模式，研究不同溫度下的脈沖排放特性，發現電池工作溫度會影響脈沖排放的周期，溫度越高，周期越短。Y.Lee等[33]利用PEMFC陽極閉口模式，研究不同濕度下的電壓衰減速率。電池在氣體加濕條件下運行時，會有水的積累，積水越多，電壓下降越快；當電壓下降到一定值時，為了保證電池的正常運行，必須對陽極進行脈沖排放。研究結果表明，氣體濕度影響著脈沖排放周期，濕度越大，周期越短。J.X.Chen等[34]研究了脈沖排放周期和排放時間對碳腐蝕和電池效率的影響。在脈沖排放過程中，存在最大的熱力學效率和氫氣利用率。短脈沖排放周期和長脈沖排放時間，可提高熱力學效率；長脈沖排放周期和短脈沖排放時間，可提高氫氣利用率。A.Mokmeli等[35]認為：脈沖排放時間越短，離氫氣出口閥越遠的區域壓力下降越小，脈沖排放時間應盡可能短。脈沖排放周期越長，電壓損失越大；脈沖排放周期越短，氫氣損失越大，最優的脈沖排放周期在電壓和氫氣損失之間有相對平衡點。

在具體實驗和具體條件下，分析合理的脈沖排放周期與排放時間是可行的，但得出普遍適用的脈沖排放時間與周期，有難度，需要大量實驗研究。脈沖排放有兩種方式：①由于閉口PEMFC有相對固定的運行特性，固定合理的脈沖排放周期和排放時間是一種有效的方式；②動態脈沖排放周期，雖然閉口PEMFC有相對固定的運行特征，但在運行中仍為動態過程。由于閉口狀態下水和惰性氣體的積累會導致電池電壓的持續下降，根據此現象可動態控制脈沖排放周期。根據某一運行工況下電池電壓下降的比例，可設計一套系統，實時控制脈沖排放，以優化電池效率與對外輸出性能。

5 小結

PEMFC在閉口運行時具有較高的氫氣利用率和較好的性能，但也會帶來“水淹”現象及燃料“饑餓”導致的碳腐蝕等問題，而脈沖排放是在現階段解決這些問題的有效方式。優化脈沖排放周期和排放時間是解決脈沖排放對電池組件不良影響的有效方式，同時也需要大量實驗數據支撐，合理的脈沖排放周期和排放時間是未來研究工作中的重點。

[1] CHEN Dong-hao(陳冬浩)，BU Qing-yuan(卜慶元)，CHEN Wei-rong(陳維榮)，etal. 空冷型PEMFC陽極排氣周期實驗研究[J]. Battery Bimonthly(電池)，2015，45(1)：3-5.

[2] ZHANG Li-yan(張立炎)，PAN Mu(潘牧)，QUAN Shu-hai(全書海). PEMFC水管理的動態分析與仿真[J]. Battery Bimonthly(電池)，2008，38(2)：88-91.

[3] Baik K D，Kim M S. Characterization of nitrogen gas crossover through the membrane in proton-exchange membrane fuel cells[J]. Int J Hydrogen Energy，2011，36(1)：732-739.

[4] Pien M，Warshay M，Lis S，etal. PEM fuel cell with dead-ended operation[J]. ECS Trans，2008，16(2)：1 377-1 381.

[5] Abdullah M，Idres M. Fuel cell starvation control using model predictive technique with Laguerre and exponential weight functions[J]. J Mech Sci Technol，2014，28(5)：1 995-2 002.

[6] Yu J L，Jiang Z W，Hou M，etal. Analysis of the behavior and de-gradation in proton exchange membrane fuel cells with a dead-ended anode[J]. J Power Sources，2014，246：90-94.

[7] Nikiforow K，Karimaki H，Keranen T M，etal. Optimization study of purge cycle in proton exchange membrane fuel cell system[J]. J Power Sources，2013，238：336-344.

[8] Kim B J，Kim M S. Studies on the cathode humidification by exhaust gas recirculation for PEM fuel cell[J]. Int J Hydrogen Energy，2012，37(5)：4 290-4 299.

[9] WANG Hong-wei(王洪衛)，WANG Wei-guo(王偉國). 質子交換膜燃料電池陽極燃料循環辦法[J]. Dianyuan Jishu(電源技術)，2007，31(7)：559-561.

[10]GUO Ai(郭愛)，CHEN Wei-rong(陳維榮)，LI Qi(李奇)，etal. 車用燃料電池氫氣供應系統的預防控制[J]. Acta Energiae Solaris Sinica(太陽能學報)，2013，34(8)：1 484-1 491.

[11]Anderson R，Zhang L F，Ding Y L，etal. A critical review of two-phase flow in gas flow channels of proton exchange membrane fuel cells[J]. J Power Sources，2010，195(15)：4 531-4 553.

[12]Strahl S,Husar A,Riera J.Experimental study of hydrogen purge effects on performance and efficiency of an open-cathode proton exchange membrane fuel cell system[J].J Power Sources,2014,248:474-482.

[13]Dai W，Wang H J，Yuan X Z，etal. A review on water balance in the membrane electrode assembly of proton exchange membrane fuel cells[J]. Int J Hydrogen Energy，2009，34(23)：9 461-9 478.

[14]Verma A,Pitchumani R. Influence of membrane properties on the transient behavior of polymer electrolyte fuel cells[J]. J Power Sources,2014,268:733-743.

[15]Duy V N,Kim K,Lee J. Parametric simulations of optimum flow-field configuration for efficient proton exchange membrane fuel cell[J]. Int J Electrochemical Science,2015,10(7):5 842-5 861.

[16]Xing L,Mamlouk M,Kumar R. Numerical investigation of the optimal Nafion? ionomer content in cathode catalyst layer:an agglo-merate two-phase flow modeling[J]. Int J Hydrogen Energy,2014,39(17):9 087-9 104.

[17]Iranzo A,Boillat P. Liquid water distribution patterns featuring back-diffusion transport in a PEM fuel cell with neutron imaging[J]. Int J Hydrogen Energy,2014,39:17 240-17 245.

[18]SONG Man-cun(宋滿存)，PEI Pu-cheng(裴普成)，ZENG Xia(曾夏)，etal. PEMFC水淹的陽極氣體壓力降變化特征預警技術[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machi-nery(農業機械學報)，2014，45(7)：340-346.

[19]He G L，Yamazaki Y，Abudula A. A droplet size dependent multiphase mixture model for two phase flow in PEMFCs[J]. J Power Sources，2009，194(1)：190-198.

[20]St-Pierre J，Wilkinson D P，Knights S，etal. Relationships between water management，contamination and lifetime degradation in PEFC[J]. J New Mater Electrochem Syst，2000，3(2)：99-106.

[21]Choi J W，Hwang Y S，Cha S W，etal. Experimental study on enhancing the fuel efficiency of an anodic dead-end mode polymer electrolyte membrane fuel cell by oscillating the hydrogen[J]. Int J Hydrogen Energy，2010，35(22)：12 469-12 479.

[22]Yang X G，Zhang F Y，Lubawy A L，etal. Visualization of liquid water transport in a PEFC[J]. Electrochem Solid ST，2004，7(11)：A408-A411.

[23]WANG Fang(王芳)，TANG Hao-lin(唐浩林)，PAN Mu(潘牧)，etal. PEMFC膜電極材料退化的研究進展[J]. Battery Bimonthly(電池)，2007，37(1)：64-66.

[24]Chen J，Siegel J B，Matsuura T，etal. Carbon corrosion in PEM fuel cell dead-ended anode operations[J]. J Electrochem Soc，2011，158(9)：B1 164-B1 174.

[25]WANG Cheng(王誠)，WANG Shu-bo(王樹博)，ZHANG Jian-bo(張劍波)，etal. 車用燃料電池耐久性研究[J]. Progress in Chemistry(化學進展)，2015，27(4)：424-435.

[26]Zhu W，Zheng J P，Liang R，etal. Durability study on SWNT/nanofiber buckypaper catalyst support for PEMFCs[J]. J Electrochem Soc，2009，156(9)：B1 099-B1 105.

[27]SHEN Qiang(申強)，FAN Li(范麗). 從專利角度分析質子交換膜燃料電池的動態特征[J]. Battery Bimonthly(電池)，2014，44(4)：235-237.

[28]Carter R N，Brady B K，Subramanian K，etal. Spatially resolved electrode diagnostic technique for fuel cell applications[J]. ECS Trans，2007，11(1)：423-433.

[29]Young A P，Stumper J，Gyenge E. Characterizing the structural degradation in a PEMFC cathode catalyst layer：carbon corrosion[J]. J Electrochem Soc，2009，156(8)：B913-B922.

[30]Gou J，Pei P C，Wang Y. The dynamic behavior of pressure during purge process in the anode of a PEM fuel cell[J]. J Power Sources，2006，162(2)：1 104-1 114.

[31]Tang Y，Yuan W，Pan M Q，etal. Experimental investigation of dynamic performance and transient responses of a kW-class PEM fuel cell stack under various load changes[J]. Applied Energy，2010，87(4)：1 410-1 417.

[32]Wan Z M，Liu J，Luo Z P，etal. Evaluation of self-water-removal in a dead-ended proton exchange membrane fuel cell[J]. Applied Energy，2013，104：751-757.

[33]Lee Y，Kim B，Kim Y. An experimental study on water transport through the membrane of a PEFC operating in the dead-end mode[J]. Int J Hydrogen Energy，2009，34(18)：7 768-7 779.

[34]Chen J X，Siegel J B，Stefanopoulou A G，etal. Optimization of purge cycle for dead-ended anode fuel cell operation[J]. Int J Hydrogen Energy，2013，38(12)：5 092-5 105.

[35]Mokmeli A，Asghari S. An investigation into the effect of anode purging on the fuel cell performance[J]. Int J Hydrogen Energy，2010，35(17)：9 276-9 282.

Research progress in effect of purging on the performance of PEMFC

WANG Jun1，CHEN Ben1，XI Qing-hai2，TU Zheng-kai1

(1.StateKeyLaboratoryofAdvancedTechnologyforMaterialsSynthesisandProgressing，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan，Hubei430070，China； 2.ConstructionandAdministrationBureauofSouth-to-NorthWaterDiversion，MiddleRouteProject，Zhengzhou，Henan450000，China)

Research progress in purging influence to the performance of proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)was introduced，purging could increase hydrogen utilization，decrease effects of water flooding and effect to the part of fuel cell. Appropriate purging discharge period and discharge time could avoid fuel starvation of some reaction gas in cell，improve the performance and life of PEMFC. The reasonable purging discharge period and discharge time should be studied integrating with the cell operating parameters，cell design and cell life.

proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)； purging； flooding； performance

王 俊(1990-)，男，湖北人，武漢理工大學復合新技術國家重點實驗室碩士生，研究方向：新能源材料；

國家自然科學基金(51476119)

TM911.42

A

1001-1579(2015)06-0332-04

2015-06-29

陳 奔(1986-)，男，廣西人，武漢理工大學復合新技術國家重點實驗室博士生，研究方向：新能源材料；

席青海(1977-)，男，河南人，南水北調中線建設管理局工程師，博士，研究方向：水管理；

涂正凱(1981-)，男，湖北人，武漢理工大學復合新技術國家重點實驗室副教授，研究方向：新能源材料，本文聯系人。