气体扩散层变形模量与脊槽转角半径优化设计

提出了一种脊槽转角半径优化设计方法,以消除气体扩散层(GDL)应力集中现象,进而提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能和可靠性。基于梁弯曲理论和几何概率理论分析,获得气体扩散层应力—应变非线性解析解。对气体扩散层基材商品TGP-H-060和MGL1902进行了压缩测试,以验证解析解。结果表明:基材TGP-H-060和MGL190的变形模量分别为240kPa和420kPa;说明本解析解可很好地拟合实验数据;当脊槽转角半径为340μm时,GDL上边缘最大接触压力最小,应力集中现象消失,应力分布的均匀性最好。变形模量影响了气体扩散层不均匀变形的程度,但不改变变形分布。因此,本优化设计改善了气体扩散层变形均匀性。