扩散层对ab-PBI膜高温燃料电池阴极内传质的影响

• 作者: 孙红 王瑞宙 谢忱
• 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 数学模型 扩散层
• 年，卷（期）: 2015,（4）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 698-705
• 页数: 8页
• 分类号: TM911.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11717/j.issn:2095-1922.2015.04.15

摘要

目的 研究高温质子交换膜燃料电池的扩散层孔隙率及其厚度对于提高其性能的影响.方法 建立一个二维、单相、稳态数学模型研究高温质子交换膜燃料电池阴极氧气和水蒸气扩散传递规律.模型耦合了质量守恒方程、动量方程、能量方程、组分方程和催化剂层中的Butler-Volmer方程,研究扩散层孔隙率及其厚度对电池阴极中氧气、水蒸气浓度分布的影响.结果 在气体流动方向,氧气浓度逐渐降低,水分浓度逐渐升高;从催化剂层到扩散层,氧气浓度逐渐降低,而水分浓度渐渐升高.减小扩散层的厚度和增大扩散层孔隙率,在气体流动方向,氧气浓度降低的梯度变大,水分浓度升高的梯度也越大;在扩散层和催化剂层厚度方向,氧气浓度降低的梯度变小,水分浓度增大的梯度也越小.结论 在一定范围内降低扩散层厚度和增大孔隙率有利于氧气的输入和产物水的排出,提高高温质子交换膜燃料电池性能,对高温质子交换膜燃料电池结构参数的优化及电池的推广应用具有重要影响.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	孙红		125	390	11.0	15.0
2	王瑞宙		7	0	0.0	0.0
3	谢忱		2	0	0.0	0.0