质子交换膜燃料电池水平衡模型构建

作者：王小惠; 常磊^*; 周明正; 张涵月

来源：能源与节能, 2022, (02): 10-14.

DOI：10.16643/j.cnki.14-1360/td.2022.02.007

• 燃料电池
• 水平衡
• 状态方程
• 两相流
• 热力学过程
• 模型

在燃料电池宏观层面上，提出了电池运行时水平衡计算模型。通过理想气体等一系列简化假设，分别以状态方程和含湿量方程两种推导方式计算燃料电池运行时电池进口水、反应生成水和电池出口水，这两种推导方式无偏差。实验中，电池恒电流运行数小时，采用电池阴阳极出口接汽水分离器的方式，将液态水和气态水分离，液态水的质量称量得到，气态水的质量通过水平衡计算模型计算得到，即通过将水平衡模型与实验耦合，计算实验中电池阴阳极水平衡及电池总体水平衡。结果表明，电池总水平衡的误差在±3%以内。由此可见，水平衡模型可应用于实际燃料电池运行当中，对研究燃料电池运行时水的跨膜运输及水淹现象具有指导意义。