综述：关于自增湿燃料电池系统的综述：材料、系统及面临的挑战

《Electrochemical Energy Reviews》：Review on Self-Humidifying Fuel Cell Systems: Materials, Systems, and Challenges

自加湿燃料电池通过材料优化、结构创新和智能控制实现自动湿度调节，有效降低系统复杂性和成本。综述总结了膜电极组件、气体扩散层及流场设计的研究进展，指出质子交换膜改性、催化剂/微孔层协同设计、双极板流场优化及智能控制系统为当前技术瓶颈，并提出基于机器学习的材料开发、动态系统仿真与故障预测等未来方向。

　　

摘要

自湿润燃料电池系统通过优化的材料、结构和燃料电池控制策略实现自动内部加湿。由于这些技术在降低系统复杂性和成本方面的潜力，它们已成为一个重要的研究领域。本综述全面概述了自湿润燃料电池在材料、组件和系统方面的发展，并讨论了这些电池在下一代燃料电池系统中的潜在应用。为了提高自湿润燃料电池的性能，研究人员不断探索新技术、新材料和新方法，包括膜设计的改进、催化剂层的创新、气体扩散层结构的优化、膜电极组装的进步以及流场设计的增强，同时还优化了系统控制。然而，仍存在一些挑战，如质子交换膜的改进、催化剂层/微孔层结构的设计、双极板流场的创新以及智能控制等方面的问题。此外，还提出了未来的研究方向，包括利用机器学习辅助材料开发、优化添加剂与催化剂的兼容性，以及进行动态模拟和故障预测以分析系统性能。本综述不仅总结了自湿润燃料电池技术的主要研究方向并突出了近期取得的进展，还探讨了在实际应用过程中面临的技术问题。它对于明确自湿润燃料电池技术的战略地位以及指明进一步研究和创新的前沿领域具有重要意义。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由人工智能生成的。

自湿润燃料电池系统通过优化的材料、结构和燃料电池控制策略实现自动内部加湿。由于这些技术在降低系统复杂性和成本方面的潜力，它们已成为一个重要的研究领域。本综述全面概述了自湿润燃料电池在材料、组件和系统方面的发展，并讨论了这些电池在下一代燃料电池系统中的潜在应用。为了提高自湿润燃料电池的性能，研究人员不断探索新技术、新材料和新方法，包括膜设计的改进、催化剂层的创新、气体扩散层结构的优化、膜电极组装的进步以及流场设计的增强，同时还优化了系统控制。然而，仍存在一些挑战，如质子交换膜的改进、催化剂层/微孔层结构的设计、双极板流场的创新以及智能控制等方面的问题。此外，还提出了未来的研究方向，包括利用机器学习辅助材料开发、优化添加剂与催化剂的兼容性，以及进行动态模拟和故障预测以分析系统性能。本综述不仅总结了自湿润燃料电池技术的主要研究方向并突出了近期取得的进展，还探讨了在实际应用过程中面临的技术问题。它对于明确自湿润燃料电池技术的战略地位以及指明进一步研究和创新的前沿领域具有重要意义。

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