燃料电池薄膜在不同电流密度下的水传递规律

论文摘要

为了提高燃料电池的性能而采用的质子交换膜越来越薄,但薄膜会带来水的反渗透而导致阳极水淹问题.为了研究低加湿条件下不同电流密度燃料电池薄膜的水传递规律,设计了三维简化电池模型并导入FLUENT软件,在工作温度75°C、操作压力150 kPa、阴极不加湿条件下进行了气流场及电化学模拟计算,并设计露点仪水平衡实验测试实际情况下水的传输通量,与模拟计算数值进行对比分析.研究发现使用15μm薄膜,电流密度增大到超过0.4 A/cm2以上并继续增大时,会持续发生总水量传递通量朝向阳极的现象,而当电流密度大于3.0 A/cm~2时,这一现象将减缓.同时研究还发现越薄的质子交换膜传递的总水量将越多.

论文目录

• 1 实验装置
• 2 数学模型
•   2.1 模型假设
•   2.2 几何模型
•   2.3 控制方程
•   2.4 边界条件
• 3 结果与讨论
•   3.1 实验结果分析
•   3.2 模拟结果分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王智捷,谭金婷,詹志刚,潘牧

关键词: 质子交换膜燃料电池,数值模拟,露点仪,电流密度,薄膜厚度

来源: 科学通报 2019年21期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 无机化工,电力工业

单位: 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉理工大学燃料电池湖北省重点实验室

分类号: TM911.4

页码: 2254-2261

总页数: 8

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