A Proposal for Testing Fuel Cell Performance Under Resistive Loads
Corressponding author's email:
phuonglong@lhu.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2025.1770Keywords:
Resistive load, Fuel cell, Fuel cell power, Fuel cell cosumption, Fuel cell efficiencyAbstract
Fuel cells are a potential energy source for zero-emission vehicles due to their high efficiency and environmental friendliness. However, their implementation on real-world loads still faces significant challenges, including manufacturing technology, cost, and experimental risks. This study proposes a method to test the performance of fuel cell systems on urban vehicle models, through load levels of 10Ω, 5Ω, 2Ω, and 1Ω, corresponding to low, medium, and high current consumption levels. The load test mode is implemented for 20 minutes, in which the starting level is 20s in 1Ω mode and 240s in 10Ω, 5Ω, and 2Ω modes, respectively. The results show that the hydrogen consumption is affected by the consumed current and the system efficiency increases by 3-6% depending on the operating mode. However, during startup, the high current causes the voltage to always drop below 12V, requiring an auxiliary power source from a Li-ion battery to protect the fuel cell system. To maintain a power level that keeps the voltage close to 12V, a voltage converter is needed for the system.
Downloads: 0
References
N. T. L. Hien, “Pin nhiên liệu - nguồn năng lượng tương lai,” Viện Dầu khí Việt Nam, no. 7, 2019.
A. Bouaicha et al., “Design and realization of an electronic load for a PEM fuel cell,” J. Renew. Energy Technol., no. 1, 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/SSD.2013.6564146
P. Amiri, “Electronic Circuits Research Laboratory, Department of Electrical and Computer Engineering,” Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran, presented Nov. 24–25, 2010.
L. Wang and H. Liu, “Performance studies of PEM fuel cells with interdigitated flow fields,” J. Power Sources, vol. 8, 2004. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2004.03.055
S. K. S et al., “The effect of stoichiometry on dynamic behavior of a proton exchange membrane fuel cell during load change,” Int. J. Hydrogen Energy, vol. 9, 2004.
D. L. J. Kim and S. Park, “Phát triển hệ thống kiểm tra pin nhiên liệu với tải điện tử,” presented at the IEEE Int. Conf. on Industrial Technology, 2006.
T. V. Man, “Nghiên cứu ứng dụng pin nhiên liệu hydro trên xe hơi, tập trung vào việc lựa chọn xúc tác và màng cho pin, cũng như công nghệ chế tạo pin nhiên liệu,” Internal Report, 2023.
N. V. An, “Nghiên cứu ứng dụng các bộ biến đổi điện tử công suất trong điều khiển nối lưới cho hệ thống pin nhiên liệu,” Internal Report, 2022.
N. V. Nhu, T. N. Tung, D. V. Thinh, and N. V. Anh, “Công nghệ ứng dụng hydrogen và hệ thống năng lượng thông minh thân thiện với môi trường,” no. 12, 2021.
H. H. Lam et al., “Nghiên cứu cơ chế ghép mạch và sulfo hóa của màng dẫn proton sử dụng trong pin nhiên liệu hydro,” presented Oct. 22, 2021.
N. H. Hiep, N. Q. Quan, and P. V. Ha, “Tổng quan về pin nhiên liệu và phân tích hệ động lực pin nhiên liệu không phụ thuộc không khí trên phương tiện ngầm,” J. Naval Technol., no. 10, 2021.
D. T. Thich, “Study on the effect of fan speed on the energy efficiency of an open cathode PEMFC with Wi-Fi protocol,” Vietnam J. Energy Eng., no. 7, 2024.
L. P. Long, B. Singh, Y. S. Chen, and A. Arpornwichanop, “An experimental study for optimizing the energy efficiency of a proton exchange membrane fuel cell with an open-cathode,” Int. J. Hydrogen Energy, 2021.
L. P. Long, B. V. Tri, and L. P. Truong, “A methodology for performance evaluation and system loss analysis of photovoltaic power plants: Case studies in Vietnam,” J. Clean Energy Syst., no. 12, 2024.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2025 Journal of Technical Education Science
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Copyright © JTE.
