流场结构对阴离子交换膜电解槽性能影响的研究

作     者：丁睿 陈涛 兰洋 陈子瑜 肖飞 

作者机构：武汉理工大学机电工程学院 中国船舶集团有限公司第七一八研究所 

出 版 物：《河北科技大学学报》 (Journal of Hebei University of Science and Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51975445) 

主　　题：电解 阴离子交换膜 流场设计 性能 三维数值模型 

摘      要：为了探究不同流场结构对阴离子交换膜电解槽(anion exchange membrane water electrolyzer，AEMWE)性能的影响及其机理，基于计算流体力学方法(computational fluid dynamics，CFD)对双极板的平行流场、单蛇形流场、双蛇形流场等三种流场结构形式下AEMWE进行了数值分析，确定在流速分布、压力分布、温度分布以及氢气浓度和极化性能等方面综合性能最佳的双极板流场结构。结果表明：与平行流场以及单蛇形流场相比，在双蛇形流场结构下AEMWE的进出口压降为2 400 Pa更为适中、电流密度更大、平均氢气浓度为1.031 8 mol/m3以及温度分布均匀系数为0.003 8。AEMWE的传质传热以及能耗控制更佳，在此种流场结构下AEMWE的整体性能最好。