点阵结构对燃料电池大尺度流场流动均匀性影响

将已有的大尺度流场中的点阵结构拆解成主通道间的点阵和主通道与支流道间的点阵,并对未添加点阵结构的基础型流场进行改进。为探究该点阵结构如何影响基础型和改进型流场流量的分配,建立了二维稳态的层流模型来模拟在基础型流场和改进型流场的不同位置处加入点阵结构后流场的流动情况。研究结果表明:点阵结构引起的流量迁移是使大尺度流场流量分配更加均匀的主要原因;在改进型流场中加入未拆解的点阵后,流场流动均匀性最佳,支流道的流速方差最低。该结论对提高燃料电池的耐久性和稳定性有一定意义。

不同铂碳比下PEMFC梯度阴极催化层性能数值模拟

建立耦合团聚物模型的二维、两相、非等温的质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型,研究在不同铂碳比(Pt/C比)下,阴极催化层(CCL)梯度设计对燃料电池性能的影响。结果表明,当Pt/C比为0.6时,铂载量梯度设计能增强燃料电池性能,但当Pt/C比为0.3时会削弱其性能。而对于铂载量和电解质含量梯度设计,随着Pt/C比降低到0.3,该设计有更低的氧局部传输阻力,使其氧气供应更充足、浓差损失减少、氧饥饿现象消失,从而实现电流密度增幅进一步增大。