PEMFC直通道流场结构对电池性能的影响

利用电池实验方法考察了直通道流场的通道深度、流场细密化、通道宽度以及分配沟宽度等结构参数对128cm2氢-空PEM电池性能的影响,同时与数学模型的计算结果相比较,二者表现出相同的变化趋势。实验结果表明,在一定范围内,随着流场通道宽度和通道深度的减小、分配沟宽度的增大,电池性能上升;流场细密化有利于电池性能的提高。

PEMFC直条流场水分布可视化研究

采用大面积(120cm2)透明质子交换膜燃料电池(PEMFC),研究了阴极直条流场内液态水的传递行为,通过测量不同位置流道进、出口压降,分析了流场内不均匀水分布。本方法可实时、在线、直接观察流道内液滴出现、积累及排出过程,得到实际工况下的实时液态水分布,将非常有助于流场设计和电池操作条件优化。结果表明,液态排水是一间歇过程,只有当液滴达到临界体积才会随反应气体排出。稳定运行状态下,液态水在流场内呈不均匀分布,主要集中于流场中下部区域,其他区域几乎没有液态水。

PEMFC流道结构对电池水管理影响的研究

质子交换膜燃料电池(PEMFC)水管理是影响其电性能及耐久性的关键因素之一。基于VOF两相流模型,对直流道、局部窄直流道、文丘里流道以及波浪形流道在不同气体流速下液态水的运动状态进行模拟,研究不同流道结构的排水性能。结果表明:当气体流速较低时,表面张力和壁面的粘附力的作用大于气体惯性力的影响,液态水在流道壁面上大量积聚,堵塞GDL中的水/气通道;局部窄直流道和文丘里流道“窄处”的文丘里效应,对气体具有加速作用,增强了流道排水性能,但同时也会增加气体压力;兼顾电池水管理与系统效率,需要优化局部窄直流道和文丘里流道的结构尺寸及宽窄变化频率。

车用直流道质子交换膜燃料电池性能仿真及试验研究

使用计算流体动力学(CFD)方法,建立了三维直流道质子交换膜燃料电池的阳极和阴极模型。使用500W质子交换膜燃料电池电堆验证了电池的输出特性,分析了反应气体压力、电堆温度和气体增湿温度对电池输出电压的影响。根据内部流场的仿真结果,考察了反应气体压力、温度等操作条件因素对反应物和电流密度分布的影响,为提高车用质子交换膜燃料电池性能及工作的稳定性提供参考。

质子交换膜燃料电池三维性能数值仿真

采用CFDResearchCorporation(CFDRC)Ver .2 0 0 3软件进行模型的建立及数值求解。比较了不同流道设计对电池性能的影响。结果发现 :在低操作电压下 ,气体补充速度比反应速度慢 ,容易产生浓度极化 ;栅状流道的气体分布非常不均匀 ,也会有传质极限的现象发生。蛇行流道的气体分布较均匀 ,传质也较好 。