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龙图腾网获悉福州大学申请的专利PEM电解水等效电压模型及建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120199344B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510686508.X，技术领域涉及：G16C10/00；该发明授权PEM电解水等效电压模型及建模方法是由张逸;郑书尧设计研发完成，并于2025-05-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本PEM电解水等效电压模型及建模方法在说明书摘要公布了：本发明提出PEM电解水等效电压模型及建模方法，所述方法按电化学性质和电路性质，将PEM电解槽接入电源时分得的总电压拆分为电解反应能够自发进行的理论电压阈值、欧姆电压、电化学极化电压，分别进行建模；在基于电解反应能够自发进行的理论电压阈值建模时构建断路可逆电压；在基于欧姆电压建模时，基于质子膜关键参数构建质子膜欧姆电阻；在基于电化学极化电压建模时，基于质子膜的各项关键参数来进行建模并融入混沌理论算法相关公式，构建得到实际工况下的PEM电解水电解槽的电压；本发明基于质子膜的各项关键参数来进行建模，并融入了混沌理论相关算法来构建得到实际工况下的PEM电解水电解槽的电压，能反映真实情况下电解槽的对外电压特性。

本发明授权PEM电解水等效电压模型及建模方法在权利要求书中公布了：1.PEM电解水等效电压模型建模方法，其特征在于：所述方法按PEM电解槽用于电解水时的电化学性质和电路性质建立用于仿真的PEM电解槽模型，将PEM电解槽模型接入电源时分得的总电压拆分为电解反应能够自发进行的理论电压阈值、欧姆电压、电化学极化电压，分别对上述三种电压进行仿真等效电压模型建模；在基于电解反应能够自发进行的理论电压阈值建模时构建断路可逆电压；在基于欧姆电压建模时，基于质子膜关键参数构建质子膜欧姆电阻；在基于电化学极化电压建模时，基于质子膜的各项关键参数来进行建模并融入混沌理论算法相关公式，构建得到实际工况下的PEM电解水电解槽的电压； 所述等效电压模型基于PEM电解槽模型中的仿真的质子膜参数与电解水化学反应仿真过程，PEM电解槽模型中的仿真组件包括双极板、多孔钛网组、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层和质子交换膜； 双极板用于仿真传导PEM电解槽模型的电流与机械支撑结构，其仿真的内部流道结构用于液和气两相的均匀输配；气体扩散层作为电极与催化层的衔接界面，用于为去离子水反应物及氢氧产物提供传输通道； 催化剂层用于仿真PEM电解槽模型的电化学反应核心区域的催化部分，通过降低反应活化能来加速电化学反应进程； 质子交换膜用于仿真PEM电解槽模型的核心组件中的质子膜部分，负责将阳极产生的氢离子传导至阴极，构建内部离子传输通道；该质子交换膜兼具气体隔离层与质子传导介质的双重功能，允许质子通过而阻断电子传输，从而实现水电解反应所需的离子传导与气体分离； PEM电解水等效电压模型中各个电压的构建如下： 在基于电解反应能够自发进行的理论电压阈值建模时，所建PEM电解槽模型中，电解反应处于平衡状态，无净电流产生；若电压低于此值，反应无法进行；若电压高于此值，电解反应将释放电流，所建模型中构建断路可逆电压，并引入真实工况下氢气在膜之间的渗透对断路可逆电压产生的影响；具体为： 在构建基于电解反应可自发进行的理论电压阈值模型时，针对PEM电解槽所建立的模型中，PEM电解槽电解水电解反应处于平衡状态，此时无净电流产生；当电压低于该理论电压阈值时，反应无法进行；而当电压高于此阈值时，电解反应会释放电流；真实工况下氢气在膜之间的渗透会导致阳极氧气分压的改变，从而影响电解反应能够自发进行的电压阈值，引入电解槽中氢气在膜之间的渗透对电压阈值的影响得到断路可逆电压； 质子膜在PEM电解水电化学反应中可等效具有电阻性质产生欧姆损耗，并且考虑质子膜参数中的电导率、吸水率、溶胀率构建质子膜欧姆损耗电压； 质子膜离子交换容量的动态变化影响阴阳极化学反应的活化能从而影响电化学极化电压； 在基于欧姆电压建模时，通过质子膜的参数进行模型构建，即根据PEM质子膜的实际参数情况建立局部的关系，基于质子膜关键参数构建质子膜欧姆电阻； 其中为质子膜电导率；为质子膜吸水率；为质子膜溶胀率；为温度；为离子交换容量；表示局部电压，表示局部电流， 在基于电化学极化电压建模时，将替换为时间相关的混沌函数，而非固定值，以动态变化来对反应能垒产生影响，基于质子膜的参数进行建模，并融入混沌理论构建得到实际工况下的PEM电解水电解槽的电压模型，用于反映真实情况下电解槽的对外电压特性。

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