GB/T 20042.1-2005 质子交换膜燃料电池 术语

ICS27.070

K82荡S

中华人民共和国国家标准

GB/T20042.1-2005

质子交换膜燃料电池术语

Protonexchangemembranefuelcell-Terminology

2005-09-19发布2006-06-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T20042.1-2005

目次

前言··，···············，·，······-·············，，···，，··，，，·‘········，······，-，，···············，，甲甲，···……1

引言··，·······················································，··························，··。·······‘················一·0

1范围·······，···················，··，··························，····················。········“·····················……1

2基本术语·············································一·1

3燃料电池模块···········································，·，··················································一·2

4燃料及氧化剂储存(制备)··············。·············，··························，················…·…““…‘4

5安全与性能要求··，··，········，甲·······4·。·，，··，，·····，·甲-··········‘····，····，，，，…4

6性能试验方法·················，··，················································，，·，·，，·······················……5

7控制·······，···········，，·······‘············，，·，·······，，，···················，·，··，，。·········。。·······‘··…‘8

中文索引············································································································……10

英文索引···········································································································……12

GB/T20042.1-2005

月叨舌

本部分是GB/T20042的一部分，自草案阶段起跟踪国际电工委员会标准IEC62282-1:2004(DTS

文件阶段)，结合我国现有研究成果制定。本次制定还参照IEC62282-2:2003(CDV文件阶段)和

IEC62282-4:2003(CDV文件阶段)的相关术语。

本部分以定义和公式的形式提供燃料电池技术在所有应用场合，包括(但不局限于)固定式电源、运

输和便携式电源应用的统一的术语。本部分不包括在一些标准词典、工程师参考书或IEC关于电力电

子与通讯的多种语言词典中的词或词组。

本部分论及的术语来自其他国家和国际燃料电池标准以及在此领域使用的关联的文件。

本部分由中国电器工业协会提出并归口。

本部分起草单位:机械工业北京电工技术经济研究所、大连新源动力股份有限公司、中科院大连化

物所、北京飞驰绿能电源技术有限公司等。

本部分主要起草人:卢深任、侯明、方晓燕、徐洪峰、陈妙农、张立芳等。

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引言

《质子交换膜燃料电池术语》是国家“十五”重大科技专项的重要技术标准研究项目新《能源和可

再生能源关键技术标准研究—质子交换膜燃料电池、太阳热水系统、并网型光伏发电及风力发电机

组》研究制定的、结合我国“863”计划燃料电池电动汽车重大项目质子交换膜燃料电池技术的系列国家

标准之一。本部分提出了质子交换膜燃料电池技术及其应用领域内使用的术语和定义，适用于各种用

途和类型的质子交换膜燃料电池。

燃料电池不仅适合建设为固定式电站来提供社区和家庭用电力源，更重要的在于车载燃料电池可

以为电动汽车提供动力源以及微型燃料电池使用于各种通讯设备、笔记本电脑和掌上电脑等。而燃料

电池技术正在从这些方面的研究和开发向产业化转变，燃料电池在固定电站、运输电源和便携式电源等

方面的商业化即将来临。与燃料电池相关的一些技术也将在未来5-10年内实现商业化，一些新技术、

新材料和新组件也将会在市场国际化的基础上快速发展，可以预见燃料电池技术将会持续而高速的

发展。

我国“九五”、“十五”期间都把质子交换膜燃料电池(PEMFC)及其相关技术作为重大项目列人国

家科技攻关包括“863"燃料电池汽车重大项目计划，并已取得阶段性成果。目前我国在PEMFC技术方

面以高校和科研院所为技术支撑，以几家主要的高新技术企业为龙头，已形成了大连、上海、北京和武汉

等主要的研发基地。他们当中有的已取得拥有自主知识产权专利技术，正在积极推进我国燃料电池技

术的产业化和商业化。

早期制定标准对于推动这项具有无限发展潜力的新技术—燃料电池的产业化和商业化是非常重

要的国际电工委员会(IEC成立了IEC/TC105来负责燃料电池专业的标准工作，近年来活动非常频

繁，目前已发布了第一项燃料电池国际标准IEC62282-2((燃料电池技术模块》，术语标准目前处于

DTS(DraftTechnicalSpecifivcation)阶段，也计划2005年内完成并发布。我国在开展燃料电池技术科

技攻关和跟踪国际标准的同时，根据我国实际安排了相关关键技术标准的研究制定，旨在体现标准早期

介人科技成果产业化，与国际接轨的理念目前已完成或正在研究制定的标准项目有:

(1)质子交换膜燃料电池标准体系(已完成)

(2)质子交换膜燃料电池术语(已完成)

(3)质子交换膜燃料电池堆(正在制定中)

(4)便携式质子交换膜燃料电池发电系统(正在制定中)

(5)固定式质子交换膜燃料电池发电系统性能试验方法(正在制定中)

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质子交换膜燃料电池术语

范围

本部分提出了质子交换膜燃料电池技术及其应用领域内使用的术语和定义。本部分适用于各种类

型的质子交换膜燃料电池。

2基本术语

2.1

姗料电池fuelcell

将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其他反应产物的

发电装置

2.2

电解质electrolyte

能够传导正离子或负离子的介质。

2.3

质子交换膜姗料电池protonexchangemembrane(PEM)fuelcell;solidpolymer(SP)fuelcell;

polymerelectrolyte(PE)fuelcell

用质子交换膜作电解质的燃料电池。

2.4

直接甲醇燃料电池directmethanolfuelcell

用质子交换膜作为电解质，并且以甲醇直接在阳极上发生电化学氧化反应的燃料电池。

2.5

阳极(燃料电池)anode(fuelcell)

能产生正离子到电解质或从电解质接收负离子或发射电子到负载的燃料电极，在该电极上发生氧

化反应。

2.6

阴极(燃料电池)cathode(fuelcell)

能产生负离子到电解质或从电解质接收正离子或能从负载接收电子的空气/氧化剂电极，在该电极

上发生还原反应。

2.7

电催化electrocatalysis

在电极的电催化剂与电解质界面上进行电荷转移反应的非均相催化过程。

2.8

电催化荆electrocatalyst

能产生电催化作用而且本身并不进入最终产物的分子组成中的物质

2.9

催化剂担载fplatinumloading

单位面积上催化剂的用量，其量纲为Mg/cmz.

1

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2.10

质f比功率massspecificpower

单位质量的功率，其量纲为W"kg

2.11

体积比功率volumspecificpower

单位体积的功率，其量纲为W"m

2.12

活性面积activearea

实际用于发电的膜电极组件的面积

2.13

功率密度powerdensity

单电池单位活性面积的功率，其量纲为W"CM

然料电池模块

单体电池single(unit)cell

由单个膜电极组件、密封元件和带有导气通道的集流板组成的燃料电池。

3.2

燃料电池堆/组fuelcellstack

由两个或多个单体电池通过紧固结构组成的、具有共用管道和统一电输出的组合体。

燃料电池模块fuelcellmodule

由多个燃料电池堆(组)按特定供给反应物方式和电联接方式构成的组合体。

3.4

燃料电池发电系统fuelcellpowersystem

用燃料电池模块通过电化学过程将反应物(燃料和氧化剂)的化学能转化为电能(直流或交流电)和

热能的系统

3.5

热电联供combinedheatandpowergeneration;CHP

同时产生电能和有用热能的燃料电池系统的运作。

3.6

固定式燃料电池发电系统stationaryfuelcellpowersystem

连接固定于某一位置的燃料电池发电系统

3.7

便携式燃料电池发电系统portablefuelcellpowersystem

在运行时可移动，不被紧固或用其他方法固定在某特定地方的燃料电池发电系统。

3.8

燃料电池发动机fuelcellsystemforpropulsionandauxiliarypowerunits

用于车辆、航空航天和水下等场所作为驱动动力电源和辅助动力的燃料电池发电系统。

3.9

移动式燃料电池发电系统mobilefuelcellpowersystem

在结构上适合于移动电源的燃料电池发电系统。

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3.10

微型燃料电池发电系统microfuelcellpowersystem

小型、低压、小功率燃料电池系统。该系统包含了燃料容器并通过整合在电子装置壳内的软电线和

插头装置和终端连接器将它们连接到手提式可穿带的电子装置上。

3.11

双极板bipolarplate

起收集电流、分隔氧化剂与还原剂并引导氧化剂和还原剂在电池内电极表面流动作用的导电隔板。

3.12

流场flowfield

为反应物及反应产物的进出而在双极板上加工的各种形状的通道。

3.13

质子交换膜protonexchangemembrane;PEM

以质子为导电电荷的膜。

3.14

膜电极组件membraneelectrodeassembly;MEA

由质子交换膜和分别置于其两侧的多孔气体扩散阳极和多孔气体扩散阴极组成的复合体。

3.15

增湿humidification

为保证质子交换膜的质子传导能力，向电池内部提供气态或液态水的措施。

3.16

开路电压(燃料电池堆)opencircuitvoltage(fuelcellstack)

燃料电池没有加负载时两集流板间的电压

3.17

集流板collectorplate

燃料电池堆内收集并向外导出电流的导电板

3.18

泄漏电流leakagecurrent

除了短路外，在不需要导电的路径上出现的电流。

3.19

满载电流fullloadcurrent

由制造商规定的最大持续负载电流，燃料电池模块被设计在此电流下运行。

注:燃料电池模块可以超过满负荷电流工作，但不能长时间工作

3.20

电流密度currentdensity

单位面积上通过的电流，其量纲为A/cm'.

3.21

最低输出电压minimumvoltage

由生产厂商规定的燃料电池系统和模块所能允许的最低电压

3.22

气体泄漏gasleakage

除预料的排除的气体之外，产生气体漏出燃料电池模块的现象。

3

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3.23

最大运行压)Imaximumoperatingpressure

由制造商规定的燃料电池可安全连续运行的内部的燃料和氧化剂的最大表压

3.24

共用管道manifold

在电池堆内向各单体电池提供流体或收集流体的进出通道。

4燃料及氧化荆储存(制备)

4.1

燃料处理系统fuelprocessingsystem

将输入的燃料转化为燃料电池堆所需化学组成的燃料的化学处理装置及其相关的热交换器和控制

装置的组合。

4.2

氧化荆处理系统oxidantprocessingsystem

可对供燃料电池发电系统使用的氧化剂进行计量、调整，并对其进行压缩的系统。

4,3

重整器reformer

通过重整反应获得富氢气的反应器。

4.4

重整制氢reformedhydrogen

对碳氢化合物原料在重整器内通过催化反应获得氢的反应过程。

4.5

重整气reformategas

通过重整制氢得到的富氢气体。

4.6

储氢材料hydrogenstoragematerial

在一定条件(温度、压力……)下，通过物理、化学或电化学反应，可逆地储存和释放氢的有机或无机

物质。

4.7

空气过t系数airstoichiometricratio

实际空气(流)供给量与按化学当量的空气(流)需求量之比。

5安全与性能要求

5.1

许可工作压力allowableworkingpressure

由相关法规或指令认证的元件或系统的最大表压。

注:在这个数值(或低于这个数值)下设置卸压保护

5.2

允许最大1作压差allowabledifferentialworkingpressure

由制造商规定的各种流体之间的最大压力差，燃料电池模块能承受此压差而不损坏或永久失去功

能特性。

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5.3

电磁兼容性electromagneticcompatibility;EMC

设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的

能力。

5.4

电磁骚扰electromagneticdisturbance

任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。

5.5

电磁千扰electromagneticinterference;EMI

电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。

5.6

(骚扰源的)电磁发射电平electromagneticemissionlevel(ofadisturbingsource)

用规定方法测得的由特定的装置、设备或系统所发射的某给定电磁骚扰电平。

5.7

低可燃极限lowerflammabilityllmit;LFL

使火焰在空气中传播的可燃气体或蒸汽的最小浓度。

5.8

防护safeguarding

监控技术过程以避免对人身、设备、产品和环境造成损害的控制系统的动作程序。

6性能试验方法

验收试验acceptancetest

按合同规定，向客户证明项目条款满足它的技术规格的某些条件的试验。

6.2

常规试验routinetest

对每个产品在制造中和/或制造后进行的试验，用以判断其是否符合某些标准。

型式试验typetest

对按某一设计而制造的产品进行的试验，以表明这一设计符合一定的规范。

6.4

功率输出变化试验testforpoweroutputchange

在加载运行条件下，检验燃料电池发电系统在负载变化时的输出特性的试验。

注:功率输出变化试验也可称为变工况试验。

6.5

存储状态storagestate

燃料电池发电系统需要热能或电能输人以避免元件损坏的状态。

6.6

待机状态standbystate

燃料电池发电系统已达所需的运行条件，但输出的净功率为零的运行状态。

6.7

冷态coldstate

在环境温度下燃料电池发电系统既没有动力输人也没有动力输出的状态。

cs/T20042.1-2005

6.8

热稳定状态thermalstability

温度的稳定状态，虚拟的稳定状态均可用15min之内温度变化不超过3K(5F)和不超过绝对运行

温度的1%来表示，不管哪个读数高

6.9

能f响应时间powerresponsetime

在电能和热能输出开始变化的时刻与电能和热能功率输出达到设定的公差范围内的稳定状态时的

持续时间。

6.10

额定功率响应时间responsetimetoratedpower

在燃料电池正常工作状态下，从空载输出到达到额定功率的第一瞬时