PEM燃料电池内水分布和温度分布的数值模拟

作者：马利忠; 申双林; 贾斐; 刘洪潭; 郭烈锦

来源：工程热物理学报, 2010, (12): 2051-2056.

• PEM燃料电池
• 水分布
• 温度分布
• 数值模拟 PEM fuel cell
• water distribution
• temperature distribution
• numerical modelling

本文建立了一个两相流、非等温、三维模型来研究PEM燃料电池内的传递过程,讨论了其内部水分布和温度分布特性。模拟结果表明水分布和温度分布都不均匀。沿着流动方向阳极侧水浓度逐渐降低,而阴极侧水浓度却不断升高,导致阴极容易形成液态水;在垂直流动方向上,脊下水的浓度和液态水饱和度都高于流道下;不同放电电压下阴极GDL中液态水分布趋势不同。沿流动方向温度逐渐降低,反应气体不足时降低梯度更大;脊下膜电极中温度低于流道下;垂直膜电极方向上最高温度在阴极催化层,放电电压越低,温度梯度越大;相同放电电压下质子交换膜越厚,各处的温度越低,温度梯度也越小。

• 单位
  动力工程多相流国家重点实验室; university of Miami; university of miami; 西安交通大学