阴极流道布置形式对蛇形流道PEMFC性能的影响

作者：石磊; 郑明刚; 孔祥利

来源：电源技术, 2020, 44(02): 204-300.

• PEMFC
• 蛇形流道
• 流道布置形式
• COMSOL Multiphysics

根据质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程、组分守恒方程、电化学方程、气体组分在多孔介质中的扩散方程及液态水的传输方程等数学模型,建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)三维、稳态、恒温计算模型。结合PEMFC处于稳态运行状态、流道内的气体流动是理想气体的层流和不可压缩流动、所有气体不能通过质子交换膜、忽略重力效应、扩散层(GDL)和催化剂层(CL)均为均匀各向同性、将PEMFC模型应用于蛇形(流)道燃料电池及流道中的少量液态水是分散的水滴的假设,利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics对PEMFC单体内流动和传质过程进行了数值模拟,对比研究了相同流场面积内不同布置形式蛇形流道质子交换膜燃料电池的性能。研究表明:8通道复合蛇形流道PEMFC的气体分布特性、水分布特性、压力分布特性、力学性能以及电化学特性均优于其余流场。

• 单位
  山东建筑大学; 机电工程学院