流道对ab-PBI膜高温燃料电池阴极传质的影响

发布时间：2017-08-30 21:25

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【摘要】：目的研究高温质子交换膜燃料电池的流道深度及其宽度对于提高其性能的影响.方法建立了一个二维、单相、稳态数学模型模拟研究高温质子交换膜燃料电池阴极氧气和水蒸气分布规律,分析流道深度及宽度对电池阴极中氧气、水蒸气浓度分布的影响.结果在高温质子交换膜燃料电池阴极中,氧气浓度沿着流道方向降低,而水分浓度则升高;从催化剂层到扩散层,氧气浓度升高,而水分浓度降低.在一定范围内增大流道深度,电池阴极催化剂层和扩散层内氧气浓度越大,水分浓度越小.在一定范围内增大流道宽度,电池阴极扩散层和催化剂层内氧气浓度越小,水分浓度越大.结论在一定范围内降低流道的深度和增大流道的宽度有利于氧气的传输与充分反应,可以提高高温质子交换膜燃料电池的性能.研究结果对高温质子交换膜燃料电池的流场结构参数的优化具有重要参考价值.
【作者单位】： 沈阳建筑大学交通工程学院;中南大学信息科学与工程学院;
【关键词】： 质子交换膜 燃料电池 数学模型 流道
【基金】：国家自然科学基金项目(51176131,51476107)
【分类号】：TM911.4
【正文快照】： 质子交换膜(PEM)燃料电池是一种新型清洁发电装置.传热传质是质子交换膜燃料电池研究的重点内容之一[1].一些学者建立了三维两相模型对PEM燃料电池催化剂层和质子交换膜中的传质进行模拟分析[2].水分的两相流是影响PEM电池性能的重要因素[3-4].高温质子交换膜(HT-PEM)燃料电池

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