燃料电池可靠性提升：单质子交换膜燃料电池分析策略研究

本文主要探讨了一种基于可靠性的单质子交换膜燃料电池（Single Proton Exchange Membrane Fuel Cells, PEMFCs）的分析策略，这对于燃料电池动力系统的发展具有重要意义。燃料电池因其成本效益和耐久性而逐渐受到能源市场的关注，因此对其可靠性研究显得尤为重要。论文的研究对象是巴西IPEN-CNEN/SP实验室生产的燃料电池，这是对这类设备进行长期实验的初次尝试。 在实验部分，研究人员进行了电池的寿命测试，通过细致的故障模式和效果分析（Failure Mode and Effect Analysis, FMEA），识别并评估了燃料电池运行过程中可能出现的所有潜在故障。这种方法旨在提高系统的理解和控制，减少故障发生的可能性。定性分析有助于深入理解问题的根本原因，而定量方法则利用统计分析，将长期稳态测试数据与两参数指数分布模型相结合，估计燃料电池的平均失效时间（Mean Time To Failure, MTTF）的最大似然值。 尽管初期测试结果显示，这些PEMFC的性能和耐用性还未达到商业化设备的标准，但这并不妨碍研究人员从中学到有价值的教训。他们发现，针对主要组件的改进是后续研发工作的重点，这些改进可以作为燃料电池可靠性增长的关键环节。这项研究的意义在于，它提出了一种方法论，能够被整合到燃料电池的设计和优化过程中，从而提高整个系统的可靠性。 论文发表在《能源与电力工程》（Energy and Power Engineering）杂志上，2019年8月，为燃料电池领域的工程师和研究人员提供了一个实用的工具，帮助他们更好地理解和提升PEMFC的性能，使之在实际应用中更具竞争力。通过这样的可靠性分析策略，燃料电池的市场接受度和广泛应用有望进一步提升。