質(zhì)子交換膜燃料電池建模及水熱傳輸特性分析
關(guān)鍵詞：質(zhì)子交換膜燃料電池 非等溫 兩相流 水管理 一維模型
摘要：針對質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)水管理開展了研究,建立了一維非等溫兩相流解析模型,研究了不同電流密度、微孔層接觸角和不同加濕方案對電池內(nèi)部水分布和溫度分布的影響,提出了更好的進(jìn)氣加濕方案。結(jié)果表明:電流密度增大會導(dǎo)致陽極拖干、陰極水淹加劇,導(dǎo)致電池各部分溫度上升。因各層材料親水性不同,在交界面處能觀察到液態(tài)水階躍現(xiàn)象。增大微孔層接觸角促進(jìn)陰極液態(tài)水反擴(kuò)散到陽極,一定程度上緩解陽極變干,但過大的接觸角可能導(dǎo)致陰極水淹加劇。通過采取“陽極充分加濕、陰極低加濕”的進(jìn)氣加濕方案可以有效提高電池性能,并且能在一定程度改善電池內(nèi)部受熱,提高電池使用壽命。
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