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![質(zhì)子交換膜燃料電池陰極輸運特性及性能優(yōu)化.pdf_第1頁](https://static.zsdocx.com/FlexPaper/FileRoot/2019-3/14/18/2c3c9bee-86f4-48f5-bf22-f65caebbe513/2c3c9bee-86f4-48f5-bf22-f65caebbe5131.gif)
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文檔簡介
1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,由于其體積小、功率密度高、環(huán)境友好的特點,在移動電源等方面具有良好的發(fā)展前景。質(zhì)子交換膜燃料電池的運行需要良好的水管理:過少的水含量將造成質(zhì)子膜的干涸,使其輸運質(zhì)子的能力降低;而過多的液態(tài)水將淹沒電極,占據(jù)催化層表面的反應面積,影響電池性能。
本文通過建立一個三維質(zhì)子交換膜燃料電池數(shù)值模型,通過數(shù)值計算探討了不同工況下陰極輸運特性。計算了直流道以及交指流道的流
2、場分布,陽極不同加濕條件下電池性能的變化,以及陰極多孔層不同親水性材料對電池性能的影響。在此基礎上,探討了通過在陰極催化層放置永磁顆粒,從而在陰極擴散層產(chǎn)生梯度磁場,以改變陰極流體流動狀態(tài)的性能優(yōu)化方法。
計算結果表明,隨著陽極加濕程度的增加,相同電壓下電池工作電流增大,但在高電流密度區(qū),由于生成的液態(tài)水較多,電池的性能明顯降低。而疏水性陰極多孔層,較有利于陰極液態(tài)水的排除,當陰極多孔層內(nèi)材料接觸角約等于135°時,電池性
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