质子交换膜燃料电池随行波流场设计与传质特性

作     者：朱鑫宁 王茜 刘荣康 朱思明 张剑波 周伟 ZHU Xinning;WANG Xi;LIU Rongkang;ZHU Siming;ZHANG Jianbo;ZHOU Wei

作者机构：厦门大学萨本栋微米纳米技术研究院厦门361105 清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室(原汽车安全与节能国家重点实验室)北京100084 

出 版 物：《汽车安全与节能学报》 (Journal of Automotive Safety and Energy)

年 卷 期：2024年第15卷第3期

页      面：351-359页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：汽车安全与节能国家重点实验室开放基金资助项目(KFY2225) 

主　　题：质子交换膜燃料电池(PEMFC) 随行波流场 传质性能 功率密度 

摘      要：为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜电极的传质性能与电池的功率密度,设计了一种以圆弧凹面作为强化传质结构的随行波流场板。结合铣削工艺,实现了随行波流场结构的制造。采用计算流体动力学软件,建立包括随行波流场与膜电极在内的燃料电池三维模型。实验验证了该模型的准确性。探索了强化传质结构对电池内部速度场、浓度场及电场的分布规律,分析了电池性能的提升效果。结果表明:与流道深宽0.6 mm×0.8 mm的常规流场相比,该文的随行波流场的平均流速提升了27.7%,压损降低了19.2%,双极板—气体扩散层界面的氧气含量提升了1.44%,出口的排水速率增大16.7%,功率密度提升了8.6%。