基于数值模拟研究渗透率对HT-PEMFC性能的影响

• 作者: 刘健 吴玉厚 夏忠贤 张旭阳 陈士忠
• 来源期刊: 沈阳建筑大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 燃料电池 COMSOL 渗透率 压力变化 电流密度 水浓度分布
• 年，卷（期）: 2015,（4）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 706-713
• 页数: 8页
• 分类号: TM911.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11717/j.issn:2095-1922.2015.04.16

摘要

目的 研究气体扩散层多孔介质渗透率对高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)性能的影响,优化PEMFC的结构参数,提高电池的整体性能.方法 采用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics,以直通道流场结构的PEMFC在工作电压为0.4V的条件下,对气体扩散层渗透率分别设定为1.18×10-12 m2、1.18×10-11 m2、1.18×10-10 m2以及1.18×10-9 m2的HT-PEMFC进行数值模拟和结果分析.结果 模拟结果得出了流道内沿流道方向的阴极压力变化、电池电流密度以及阴极气态水浓度的分布情况.结论 随着气体扩散层渗透率的增大,能有效降低电池阴极流道内的压降,进而改善电池内部传质、降低额外的功耗,提高电池电流密度以及增强阴极的排水能力.对HT-PEMFC结构的优化和设计具有重要的指导意义.