质子交换膜燃料电池随行波流场设计与传质特性
Structural design and mass-transfer performances of a proton exchange membrane fuel cell with a traveling-wave flow-field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%。