相对湿度对PEMFC膜电极影响的数值模拟

作者：喻强; 汪宏斌^*; 陈卓; 秦子威; 周科

来源：太阳能学报, 2021, 42(12): 343-348.

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2019-1429

• 质子交换膜燃料电池
• 相对湿度
• 数值模拟
• 膜电极
• 多物理场耦合

膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件,为研究相对湿度对燃料电池膜电极的影响,建立交指型燃料电池膜电极的等温稳态二维模型,分析阴阳极反应气体的相对温度分别为30%、50%、70%和90%时,燃料电池的输出性能、扩散层流场、催化层气体浓度分布、膜电极中离聚物状态和膜电极的温度分布。结果表明,随着相对湿度的增大,燃料电池的最大输出功率密度、离聚物的电导率均增加,膜电极温度升高,催化层中H2和O2摩尔体积浓度减小;当相对湿度由30%增至90%时,燃料电池最大输出功率密度提升1.7倍。通过上述方法可揭示膜电极内物理化学变化规律,同时为优化燃料电池入口气体相对湿度提供理论依据。

• 单位
  上海大学