PEM燃料电池膜电极中的水传输行为

发布时间：2017-10-13 21:14

  本文关键词：PEM燃料电池膜电极中的水传输行为

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【摘要】：为避免电池"水淹",PEM燃料电池发生电化学反应产生的多余水必须及时排出.基于阴极催化层(CL)与气体扩散层(GDL)之间极易发生的"水淹"特点,建立实验模型,分析阴极催化层产生的水穿透碳纸气体扩散层材料到达气体流道的路径与阻力.在纵向传输过程中,GDL中最大孔中的最小孔径是限制水渗透的主要阻力.只有当水头压力足够大时,水才能进入并且穿过这些限制孔径的孔到达GDL材料表面.对于碳纸GDL材料,水在这些孔中流动时所需压力(~1kPa)显著小于水初始穿透这些孔所需压力(~6kPa).增加微孔层(MPL)会明显增加液态水的穿透阻力,MPL层中不同Teflon含量对水渗透压力影响不大.对碳纸GDL材料设置引导孔能显著降低液态水的渗透压力,有助于提升燃料电池中的水管理能力.
【作者单位】： 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室;武汉船用电力推进装置研究所;
【关键词】： 燃料电池 水传输 气体扩散层 限制孔 渗透压力
【基金】：国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2013AA110201) 美国国家科学基金资助项目(0903661)
【分类号】：TM911.4
【正文快照】： 气体扩散层(GDL)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)中电极的必要组成部分.碳纸GDL材料的多孔性使得其具备将反应气体从流道输送到催化层(CL)中,和将水从CL中输送到流道中的功能.GDL必须满足电传导性,同时也需要满足用来防止水塞满扩散层中微孔的疏水特性.电池“水淹”会导致反应气

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本文编号：1027099