1. 研究目的与意义（文献综述）

燃料电池技术被认为是取代蓄电池和发电机作为通信行业后备电源的最有前景的技术。燃料电池是电化学装置,能够将氢和氧的化学能转变为电能,并且没有污染,无有害物质排放。pem型燃料电池(质子交换膜燃料电池)由两个电极(阴极和阳极)组成,通过聚合膜联系起来。气态氢被送到膜的阳极,空气被送到阴极,氢原子在阳极侧被剥离电子,带正电荷的质子穿过膜到达阴极。为使该反应发生,须使用铂金催化剂。氢的电子通过外部回路从阳极到达阴极,产生了电流,在阴极,电子、质子和空气中的氧结合产生水,是燃料电池的主要副产品。

燃料电池的优势
(1)无污染。燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式——最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放象co2 no2 so2气体和粉尘等污染物。如上所述,燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。
(2)无噪声。燃料电池运行安静,噪声大约只有55db,相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装,或是在室外对噪声有限制的地方。
(3)高效率。燃料电池的发电效率可以达到50%以上,这是由燃料电池的转换性质决定的,直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。

与传统电池区别
干电池、蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来；而氢燃料电池严格地说是一种发电装置，像发电厂一样，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。另外，氢燃料电池的电极用特制多孔性材料制成，这是氢燃料电池的一项关键技术，它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面，还要对电池的化学反应起催化作用。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

本次毕业设计主要是建立质子交换膜燃料电池的数学模型，并借助matlab/simulink软件进行其动态特性建模与仿真分析，分析其在负载变化时其电压，效率，功率，及等效电阻的动态变化。这种模型能很好的反应电池的性能，对电池的设计以及选择有很好的指导意义。

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，完成开题报告。

第3周：完成英文文献阅读及翻译工作。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] [美]colleen s.spiegell著，马欣、王胜开等译，燃料电池设计与制造，电子工业出版社，2008

[2] 黎明安，matlab/simulink动力学系统建模与仿真，国防工业出版社，2012