基于孔隙网络模型的PEMFC气体扩散层的两相传输性能研究
发布时间：2021-10-06 20:01
随着社会的进步和交通运输业的飞速发展,能源的短缺及空气污染等问题日益严重,寻求一种高效、清洁、可靠的新型绿色能源成为研究的热点。相比于传统化石能源剧烈的燃烧过程,质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs）能够在高效的催化剂下进行平稳的化学反应将化学能直接转化为电能,具有较高的能源转换效率、清洁无污染、可靠性高以及快速启动等优势。然而水管理问题仍限制着PEMFC的进一步大规模商业化推广,其中,气体扩散层（gas diffusion layer,GDL）作为PEMFC中负责催化层及流道之间的反应气体和液态水的扩散和传输的关键的多孔部件,了解其孔隙空间结构对GDL内两相传输性能的影响有利于优化水管理,提高电池的性能和寿命。近年来,基于侵入逾渗算法的孔隙网络模型正受到越来越多的关注,并成功应用于PEMFC中多孔材料中的两相流动规律的研究。本文主要通过孔隙网络模型（pore network model,PNM）从孔隙尺度的水平上研究的气体扩散层基质层（gas diffusion backing layer,GDBL）和微孔层（mic...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
质子交换膜燃料电池结构示意图
图 1.6 穿透孔沿阴极流场位置分布的示意图[25]Fig. 1.6 Schematic of the position of the penetration holes alongthe cathode flow field[25]erteisen 及其课题组的研究工作人员进行了大量的研究工作[26-31]系统地探孔对 GDL 甚至是整个 PEMFC 性能的影响，他们报道了在特定的操作条件 63℃，入口气体的露点温度为 32℃）使用激光对 GDL 进行人工穿孔可以EMFC 的性能和稳定性。图 1.7 分别对比了激光穿孔的 GDL 和未穿孔的压-电流曲线和阴极极化曲线，由图 1.7（a）可知，具有激光穿孔 GDL 的电流密度更高，然而较高的基本阻抗和由此产生的较高的阳极损耗导致电。由图 1.7（b）的阴极极化曲线可知在低电流密度区，钻孔 GDL 的极化 GDL 的极化曲线基本一致。在高电流密度下，未钻孔的 GDL 的阴极极化
12图 1.8 穿孔和不穿孔的 GDL 内部液态水的传输路径[27]. 1.8 Transport Path of Liquid Water in GDL without and with laser perforation一方面，GDL 中的孔隙率梯度化设计也是气体扩散层结构改造与优化的研son 等人首次把梯度化的概念引入到 PEMFC 的结构中，并证明了 PEMFC
本文编号：3420650
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
质子交换膜燃料电池结构示意图
图 1.6 穿透孔沿阴极流场位置分布的示意图[25]Fig. 1.6 Schematic of the position of the penetration holes alongthe cathode flow field[25]erteisen 及其课题组的研究工作人员进行了大量的研究工作[26-31]系统地探孔对 GDL 甚至是整个 PEMFC 性能的影响，他们报道了在特定的操作条件 63℃，入口气体的露点温度为 32℃）使用激光对 GDL 进行人工穿孔可以EMFC 的性能和稳定性。图 1.7 分别对比了激光穿孔的 GDL 和未穿孔的压-电流曲线和阴极极化曲线，由图 1.7（a）可知，具有激光穿孔 GDL 的电流密度更高，然而较高的基本阻抗和由此产生的较高的阳极损耗导致电。由图 1.7（b）的阴极极化曲线可知在低电流密度区，钻孔 GDL 的极化 GDL 的极化曲线基本一致。在高电流密度下，未钻孔的 GDL 的阴极极化
12图 1.8 穿孔和不穿孔的 GDL 内部液态水的传输路径[27]. 1.8 Transport Path of Liquid Water in GDL without and with laser perforation一方面，GDL 中的孔隙率梯度化设计也是气体扩散层结构改造与优化的研son 等人首次把梯度化的概念引入到 PEMFC 的结构中，并证明了 PEMFC
本文编号：3420650
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