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摘要
本文采用格子Boltzmann方法,根据质子交换膜燃料电池中气体扩散层及微孔层的实际微观物理结构,重构了不同孔隙率的气体扩散层及微孔层结构,建立了三维格子Boltzmann模型,对气体扩散层及微孔层的有效扩散系数及渗透率进行了预测,与宏观模型中广泛采用的经验方程进行了对比,并拟合了适用于微孔层有效扩散系数的预测方程。研究结果发现,在宏观模型多孔电极有效扩散系数预测中广泛应用的Bruggeman公式相较于实际孔隙结构的预测结果偏高,微孔层渗透率较气体扩散层渗透率小1～2个数量级,且由于微孔层孔隙率较小,其渗透率随孔隙率的变化范围同样较小。
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单位西安交通大学; 建筑工程学院
