扩散层孔隙率对平行流场PEMFC性能影响研究

摘要：

为了研究扩散层孔隙率对质子交换膜燃料电池的性能影响,采用计算流体动力学商业软件ANSYS Fluent在不同扩散层孔隙率(0.3、0.5、0.7)的条件下,对传统平行流场和斜坡平行流场的性能曲线、气体浓度分布、液态水分布进行数值模拟分析;结果表明:在高电位下各案例对应的性能差异较小,在中低电位性能差异较大,随着扩散层孔隙率越大,质子交换膜燃料电池性能越好,且孔隙率在0.3～0.5时电流密度增长率最大,最大可达9.03％;当扩散层孔隙率较高时,有利于反应气体穿过扩散层,使得催化层氧气浓度增大,促进了燃料电池内部的电化学反应;随着扩散层孔隙的增大,能够更有效地促进反应气体的传输,流道内水含量越高,越有利于液态水的排出;相比传统平行流场,斜坡平行流场电池性能更好,氧气分布更均匀,流道中气体流速更大,排水效果更好,且孔隙率为0.7时电流密度增长率最大,最大可达28.79％.

关键词：质子交换膜燃料电池、孔隙率、斜坡、数值模拟

所属期刊栏目：40

分类号：TK91

资助基金：上海科学技术委员会资助项目19060502300

在线出版日期：2023-09-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：19-24