质子交换膜燃料电池双极板热导率的仿真研究

作者：汤梦琪; 罗来雁; 陈威; 干林; 康飞宇; 杜鸿达^*

来源：炭素技术, 2019, 38(05): 23-53.

DOI：10.14078/j.cnki.1001-3741.2019.05.005

• 质子交换膜燃料电池
• 热管理
• 双极板热导率
• 仿真分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC)使用氢能作为燃料,避免了燃烧的过程,通过电化学反应将化学能转化为电能,具有高能量效率、绿色无污染、启动快以及无噪音等优点,引起了广泛地关注和研究。本文使用Fluent软件建立了多通道的PEMFC模型,研究了双极板热导率提升对电池内部温度分布的影响,并提出通过提升双极板热导率可实现大尺寸的PEMFC或优化其热管理系统。当冷却水流速为0.035 m/s时,膜上温差为3.0 K,对于20流道的PEMFC,热导率提升至200 W/(m·K)可达到相同的温差结果,对于30流道的PEMFC,热导率提升至500 W/(m·K)可达到相同的温差结果。该结果表明,如能够开发高导热双极板材料,则有望简化燃料电池结构,大幅度降低成本。

• 单位
  清华大学深圳研究生院