质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能，包括反应活性和耐久性，在大规模商业化之前需要进一步提高，特别是在氢燃料汽车应用中。然而，质子交换膜燃料电池是一个复杂的非线性多物理系统，在不同的规模，许多因素可以影响性能，包括外部运行条件和内部核心部件。因此，需要进行理论建模和实验测量，以实现性能优化。在这方面，电化学阻抗谱（EIS）已被公认为是诊断和了解PEMFC基础性能的有力工具。

有鉴于此，上海大学张久俊院士、李爱军、Qiu-An Huang和东莞理工学院Yanjie Wang等人，结合众多与EIS及其应用相关的出版物，综述了外部运行条件和内部核心组件对PEMFC性能的影响。

本文要点

1）重点介绍了EIS对PEMFC的外部工作条件和内部核心组件的敏感性的解释，其中外部工作条件包括工作温度，气体湿度，电力负荷，气体压力，气体化学计量学，反应物污染和水含量以及内部核心组件包括PEMFC的催化剂，催化剂层，膜，气体扩散层和双极板。此外，将特别解释了应用于PEMFC的EIS数据的敏感性，并分析了几种方法，如基于模型、无模型和非线性方法。

2）此外，还将讨了论感知对象（外部操作条件和内部核心组件）与感知输出（测量的EIS数据）之间的相互关系。而且，由于EIS诊断结果最终可以通过对结构设计和材料选择进行优化来改善PEMFC的性能，因此还讨论了PEMFC的EIS分析技术的最新进展。

3）随后，详细分析了EIS对外部运行条件和内部核心组件的敏感性。最后，介绍了当前的挑战和未来的发展趋势，并提出进一步改进研究方向的建议。

总之，该工作有助于促进EIS应用的进一步研究和发展，以提高EIS对PEMFC性能测量和诊断的可靠性和准确性。

参考文献：

Zhepeng Tang et al. Recent progress in the use of electrochemical impedance spectroscopy for the measurement, monitoring, diagnosis and optimization of proton exchange membrane fuel cell performance. Journal of Power Sources, 2020.

DOI: 10.1016/j.jpowsour.2020.228361

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228361