PEM燃料电池阴极中的液态水及其影响因素

作者：孙红; 郭烈锦; 刘洪潭

来源：化工学报, 2004, S1: 215-219.

• 质子交换膜(PEM)
• 燃料电池(FC)
• 水迁移
• 数学模型 proton exchange membrane(PEM)
• fuel cell(FC)
• water transport
• mathematical model

阴极多孔介质中液态水的含量对PEM燃料电池阴极中的传质及其性能具有极其重要的影响。提出了一个二维、两相、稳态数学模型,研究PEM燃料电池阴极中两相水的传递及其对电池性能的影响。模型耦合了连续方程、动量方程和组分守恒方程,并将质子膜中的净水迁移通量作为边界条件之一来处理。通过实验的方法和数值模拟的方法,研究了电池操作压力和温度对电池性能的影响,同时验证了模型的有效性。模拟发现:提高操作压力和升高阴极加湿温度使电池阴极催化剂层(CTL)和扩散层(GDL)界面上的液态水含量大幅提高;升高阳极加湿温度,电池阴极CTL和GDL界面上的液态水含量变化不明显;而升高燃料电池的操作温度,阴极CTL和GDL界面...

• 单位
  西安交通大学; 动力工程多相流国家重点实验室