質子交換膜燃料電池建模及水熱傳輸特性分析
蔣楊; 焦魁 天津大學機械工程學院; 天津300350
關鍵詞：質子交換膜燃料電池 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部水分布和溫度分布的影響,提出了更好的進氣加濕方案。結果表明:電流密度增大會導致陽極拖干、陰極水淹加劇,導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水階躍現象。增大微孔層接觸角促進陰極液態水反擴散到陽極,一定程度上緩解陽極變干,但過大的接觸角可能導致陰極水淹加劇。通過采取“陽極充分加濕、陰極低加濕”的進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部受熱,提高電池使用壽命。
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