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摘要
燃料电池(Fuelcell,FC)与外部环境之间的传热和多孔层的传质均会影响FC内的水热气电状态，进而影响到催化层的电化学反应速率，从而显著影响其瞬态性能(Transient performance, TSP)。多孔层的孔隙特性和各向异性是影响其传热传质能力的关键因素，充分认识其对FC-TSP的影响规律，对于优化车载FC动力源的负载响应有重要意义。为此，综合考虑FC与外部环境动态热交换，内部水热气电等各物理性质的空间动态分布以及气、液和溶解相等多相时变转化关系，建立FC多相三维瞬态传质传热数值模型，以分析多孔层非均质性质对动态过程的影响。进一步，以电流密度的阶跃变化模拟动态负载，分析FC的电压，膜的水含量和温度，微孔层|催化层界面的氧浓度。结果表明，多孔层的孔径大小和分布及各向异性对FC的TSP有明显影响。另外，不同热条件对FC的内部物理量分布的影响较对TSP的影响更为显著。
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