燃料电池新型流道对气体扩散层表面水去除的影响

摘要：

质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)中气体扩散层(Gas diffusion layer,GDL)表面液态水的有效去除和输送对PEMFC的水管理非常重要.为了有效去除GDL表面液态水,提出一种新型流道结构,采用流体体积法对流道内液态水的传输过程进行三维数值研究,研究进气速度、表面润湿性和液滴尺寸对流道内液态水的传输过程和GDL表面液态水去除的影响.研究结果表明,新型流道结构可以有效去除GDL表面液态水.随着进气速度的增大,沿流动方向的空气剪切力增大,流道内水去除速率和压降增大,GDL表面水覆盖率降低.表面润湿性对液态水传输影响显著,GDL表面润湿性增强会减缓液滴运输,流道内阻力降低,压降减小,GDL表面水覆盖率增大.管表面润湿性增强,流道内压降和GDL表面水覆盖率降低.新型流道适用于流道内大液滴的去除.当θGDL=150.和θpia=30.时,新型流道结构有较好的GDL表面除水性能.本研究工作为流道结构提供了一种新的选择,对GDL表面液态水的去除具有一定的指导意义.

关键词：质子交换膜燃料电池、水管理、新型流道、气体扩散层、水去除

所属期刊栏目：58

分类号：TK428(内燃机)

资助基金：国家自然科学基金;镇江市重点研发计划;江苏省研究生科研与实践创新计划资助项目

在线出版日期：2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：79-89