流道面积比与阴极流量对交叉型流道PEMFC性能的影响

摘要：

建立三维PEMFC传输模型,分析阴极流道面积比与阴极流量对交叉型流道质子交换膜燃料电池局部传递特性与电池性能的影响,模型中考虑了液态水生成,以更接近电池实际操作状态.流道面积比代表燃料流动面积与电池总面积之比,较大的流道面积比可提高燃料直接扩散面积,使更多氧气通过扩散方式进入扩散层和催化层参与电化学反应,增进化学反应速率,增大局部电流密度,从而提升电池性能.但对于交叉型流道设计,模拟结果表明,由于流道中挡板的作用,燃料由自然扩散传质转变为强制对流传质,流道面积比的影响被消弱,最佳的电池性能出现在流道面积比为0.4时.结果也显示,提高阴极流量可改善电池性能.通过分析电池内部电流密度、氧气流量和液态水分布等局部传递特性,揭示了流道面积比与阴极流量对电池性能影响的内在原因.

关键词：质子交换膜燃料电池、流道设计、交叉型流道、水管理

所属期刊栏目：16

分类号：TM911.4

资助基金：国家自然科学基金50876009

在线出版日期：2009-03-11（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：900-910