直流道PEMFC的综合三维数学模型Ⅱ单电池机理分析

• 作者: 何雅玲 刘训良 温治 陶文铨
• 来源期刊: 沈阳建筑大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 质子交换膜 燃料电池 团聚块模型 三维数学模型
• 年，卷（期）: 2007,（2）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 315-319
• 页数: 5页
• 分类号: TM911.4
• 字数: 3004字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1671-2021.2007.02.032

摘要

目的 研究质子交换膜燃料电池内部的流动和传质过程及电化学反应过程的机理.方法 对直流道质子交换膜燃料电池建立综合的三维多组分数学模型,电化学反应速率采用团聚块模型修正,自主开发程序代码对电池内的复杂物理过程进行数值模拟.模拟得到电池内部反应气体的三维速度场、压力场,以及不同电流密度下的气体组分质量分数、局部电流密度和电极反应过电势的三维分布.结果 反应气体在电极中的流速比在流道中小3个数量级以上,压力变化不大;阳极反应速率及氢气的传质速率高,电池的极化过电势主要来自于阴极反应;小电流密度下,阴极内氧的组分质量分数、局部电流密度以及电极反应过电势的分布均匀;随着电流密度的增加,这些量趋于不均匀分布,在传质困难的区域局部电流密度值很小,而局部电极反应过电势增大约0.1V,极化的原因主要由于氧组分的传质限制.结论 反应气体在电极内的传质是主要由扩散作用引起,在小电流密度时浓差极化较小,随着电流密度的增加,阴极氧组分的传质速率低是产生电池浓差极化过电势的主要原因.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	温治	北京科技大学机械工程学院	189	1437	18.0	29.0
2	陶文铨	西安交通大学能源与动力学院	303	3542	30.0	45.0
3	何雅玲	西安交通大学能源与动力学院	236	2427	25.0	42.0
4	刘训良	北京科技大学机械工程学院	51	286	9.0	14.0