PEM燃料电池多孔介质扩散层分形维数的测定

为了研究质子交换膜燃料电池扩散层多孔材料微结构对仿真结果的影响,首先必须找出一种有效的方法来描述其微结构.尝试应用分形理论表征多孔材料的微结构,介绍了曲线和孔隙面积分形维数的定义,并采用盒维法对2个分形维数进行计算.计算结果表明,扩散层试样的曲线分形维数为1.144 7,面积分形维数为1.927 6.     

冷却水对电池中温度分布的影响

采用计算流体力学软件Fluent模拟分析了一个活性面积达到近50 cm2的单电池,探讨了冷却水对电池内膜平面上温度分布的影响.分析表明大部分冷却水温度偏低,冷却水的换热效果并不好;在高电流密度条件下,流向与反应气体相同的冷却水较能改善电池内温度分布状况;提高冷却水的总流速和降低进口温度对电池内温度分布的改善作用不好.     

质子交换膜燃料电池的热源分析

根据伏安曲线分析了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的电极热源项和能量损耗比例。研究了PEMFC的电极过程特性以及对电池能量转化效率和热源的影响。在标准状态下,电池以0.60 V的电压工作时,实际能量效率为40.5%。     

反应气体加湿对PEM燃料电池温度分布的影响

采用流体计算软件Fluent模拟分析了一个包含10个直流道的单电池,探讨了电池工作电流密度及阴阳极气体加湿程度对电池内膜平面上温度分布的影响。工作电流密度比较高的情况下,膜上最高温度和温度分布的不均匀性都很大;阴阳极气体加湿程度对膜上温度分布的影响基本一致,加湿程度变小最高温度及温差都随之变小;膜上温度的位置随加湿程度的变化而变化,加湿程度高时最高温度靠近进口,加湿程度低时靠近出口。