燃料电池系统运行维护评估试题

燃料电池系统运行维护评估试题考试时长：120分钟满分：100分一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.燃料电池系统中，用于分离氢气和二氧化碳的关键部件是（）A.电堆B.质子交换膜C.气体扩散层D.后处理装置2.燃料电池系统运行中，若出现电压突然下降且温度升高，最可能的原因是（）A.氢气纯度不足B.氧气供应不足C.电堆内部短路D.质子交换膜老化3.在燃料电池系统维护中，以下哪项属于预防性维护内容？（）A.定期更换电堆B.清洁空气过滤器C.检查氢气泄漏D.校准压力传感器4.燃料电池系统效率低于设计值的可能原因是（）A.氢气流量过大B.电堆湿度控制不当C.冷却液温度过高D.质子交换膜厚度均匀5.燃料电池系统运行中，氢气中水分含量过高会导致（）A.电流密度增加B.电堆寿命延长C.电极极化加剧D.温度均匀分布6.燃料电池系统中的水管理子系统主要作用是（）A.提供反应物B.排除反应产物C.控制电堆温度D.维持系统压力7.燃料电池系统运行维护中，以下哪项属于关键性能指标（KPI）？（）A.电堆重量B.系统功率密度C.电堆颜色D.电堆厚度8.燃料电池系统长期运行后，出现性能衰减的主要原因是（）A.氢气纯度下降B.电堆结构变形C.质子交换膜电阻增加D.冷却液流量不足9.燃料电池系统运行中，若检测到氢气泄漏，应采取的措施是（）A.增加氢气供应B.降低系统压力C.停止系统运行并排查泄漏点D.调整电堆温度10.燃料电池系统维护评估中，以下哪项属于非破坏性检测方法？（）A.X射线衍射分析B.声发射检测C.破坏性电堆切片D.热重分析二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.燃料电池系统中，质子交换膜的主要功能是______。2.燃料电池系统运行中，电堆温度通常控制在______℃范围内。3.燃料电池系统维护中，氢气纯度应保持在______以上。4.燃料电池系统中的水管理子系统包括______和______两个部分。5.燃料电池系统性能评估中，常用的指标包括______、______和______。6.燃料电池系统运行中，若出现电堆电压不均衡，可能的原因是______。7.燃料电池系统维护中，气体扩散层的主要作用是______。8.燃料电池系统长期运行后，质子交换膜电阻增加的主要原因是______。9.燃料电池系统运行中，氢气中水分含量过高会导致______。10.燃料电池系统维护评估中，常用的检测方法包括______、______和______。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.燃料电池系统运行中，电堆温度过高会导致效率降低。（）2.燃料电池系统维护中，定期更换气体扩散层是必要的。（）3.燃料电池系统运行中，氢气中杂质含量过高会导致电堆寿命缩短。（）4.燃料电池系统中的水管理子系统仅用于排除反应产物。（）5.燃料电池系统性能评估中，功率密度是关键指标之一。（）6.燃料电池系统运行中，电堆电压不均衡会导致系统效率下降。（）7.燃料电池系统维护中，质子交换膜老化会导致系统电流密度增加。（）8.燃料电池系统长期运行后，电堆内部短路会导致温度升高。（）9.燃料电池系统运行中，氢气泄漏会导致系统性能下降。（）10.燃料电池系统维护评估中，超声波检测属于非破坏性检测方法。（）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述燃料电池系统运行维护中，预防性维护的主要内容和目的。2.燃料电池系统运行中，电堆电压不均衡的可能原因及解决方法。3.燃料电池系统长期运行后，性能衰减的主要原因及应对措施。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.某燃料电池系统在运行中，检测到电堆温度持续升高，同时电压下降，请分析可能的原因并提出解决方案。2.某燃料电池系统在维护评估中，发现氢气纯度为98%，水分含量为2000ppm，超出设计要求，请分析问题原因并提出改进措施。【标准答案及解析】一、单选题1.D解析：后处理装置用于分离氢气和二氧化碳，是燃料电池系统中关键部件。2.C解析：电堆内部短路会导致电流集中，温度升高，同时电压下降。3.B解析：清洁空气过滤器属于预防性维护，可避免过滤器堵塞影响系统运行。4.B解析：电堆湿度控制不当会导致电极极化加剧，效率降低。5.C解析：水分过高会导致电极极化加剧，影响系统性能。6.B解析：水管理子系统主要作用是排除反应产物（水蒸气）。7.B解析：系统功率密度是衡量燃料电池系统性能的关键指标。8.C解析：质子交换膜老化会导致电阻增加，影响系统性能。9.C解析：氢气泄漏应立即停止系统运行并排查泄漏点。10.B解析：声发射检测属于非破坏性检测方法，可检测电堆内部缺陷。二、填空题1.传导质子和排除反应产物2.60-803.99.999%4.水生成控制和水分排除5.功率密度、效率、寿命6.电堆内部短路或气体分布不均7.均匀分布反应气体并传导电子8.质子交换膜老化或污染9.电极极化加剧10.超声波检测、热成像检测、电化学阻抗谱三、判断题1.√解析：电堆温度过高会导致效率降低，甚至损坏电堆。2.√解析：定期更换气体扩散层可避免堵塞影响系统性能。3.√解析：杂质过高会导致电极中毒，缩短电堆寿命。4.×解析：水管理子系统既用于生成控制也用于排除水分。5.√解析：功率密度是衡量系统性能的关键指标之一。6.√解析：电压不均衡会导致部分电堆过载，降低系统效率。7.×解析：质子交换膜老化会导致电阻增加，电流密度降低。8.√解析：内部短路会导致局部电流集中，温度升高。9.√解析：氢气泄漏会导致系统性能下降，甚至引发安全问题。10.√解析：超声波检测属于非破坏性检测方法。四、简答题1.预防性维护的主要内容包括定期检查电堆、气体扩散层、质子交换膜等关键部件，清洁空气和氢气过滤器，校准传感器，以及检测氢气泄漏等。目的在于提前发现潜在问题，避免系统故障，延长使用寿命，并确保运行安全。2.电堆电压不均衡的可能原因是气体分布不均、电堆内部短路或温度差异。解决方法包括优化气体分布层设计、定期检查电堆内部状态、调整电堆温度均匀性等。3.性能衰减的主要原因是质子交换膜老化、电极中毒、气体扩散层堵塞等。应对措施包括定期更换关键部件、优化运行参数、加强维护等。五、应用题1.分析：电堆温度升高可能原因是氢气或氧气供应不足、水管理不当、电堆内部短路等。电压下降可能原因是电极极化加剧、质子交