压缩对不同疏水性处理气体扩散层内两相流的影响

作者：焦魁; 孙晓妍; 周侠; 樊林浩

来源：工程热物理学报, 2020, 41(01): 1-6.

• PTFE
• 气体扩散层
• 压缩
• 两相流

聚四氟乙烯(PTFE)常用于调节质子交换膜燃料电池(PEMFC)中气体扩散层(GDL)的疏水性。目前虽有很多关于PTFE对GDL中水传输影响的研究,但同时考虑三维GDL微孔结构和压缩影响的研究还很缺乏。本文研究了压缩对不同接触角(不同PTFE含量)的GDL微孔结构中水传输行为的影响。通过耦合有限元方法(FEM)和流体体积(VOF)模型来模拟未压缩及压缩GDL中的两相流现象。结果表明,采用不同的接触角时,压缩对GDL内水传输行为的影响不同。压缩有利于水从GDL中排出,并促进水在GDL中的不均匀分布;压缩还促进了亲水性GDL内水在脊下的堆积,以及疏水性GDL内水在流道下方的堆积。由此可见,在进行GDL中内水传输行为研究时,应同时考虑压缩和接触角的影响。

• 单位
  天津大学; 内燃机燃烧学国家重点实验室