宽脊背流场对单体PEMFC性能的影响

建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴、阳极气体扩散的几何模型,由菲克定律确定阴、阳极板流场脊背的最大宽度分别为2.0 mm和2.2 mm,根据流场通道的理想压损值,确定阴、阳极流场通道的最小宽度分别为0.7 mm和0.5 mm。组合不同流场尺寸的单体电池进行性能测试,发现:随着流场脊背宽度的减小和流场通道宽度的增加,电池性能上升。     

基于微型燃料电池阴极氧气传输的研究

燃料电池中阴极的氧气传输涉及不同的机理,包括气体在流场中的对流、在气体扩散层(GDL)中的分子扩散、在催化层(CL)中的努森扩散及在水膜和离子膜中的渗透作用。氧气传输阻力可用单电池的极限电流来评价。通过调控氮氧混合气中氧气的百分含量测得一系列的极限电流(I),计算出不同氧分数下的总传输阻力(R_(total))。从R_(total)-I曲线可知,氧气在燃料电池中的传输分为两个区域:一是干态区域(电流密度小于1500 mA/cm~2),R_(total)趋近于常数;二是湿态区域(电流密度大于1 500 mA/cm~2),R_(total)急剧上升。R_(total)-I曲线能清晰反映燃料电池在各电流密度下工作时的氧气传输情况。     

质子交换膜燃料电池堆压力及流量分布规律

针对质子交换膜燃料电池堆各单电池的反应气体流量均匀是保证电池堆高效、稳定运行的关键因素之一,通过简化的电池堆气场系统模型,研究了等截面和变截面进气总管在U型和Z型两种进气方式时电池堆内部压力分布以及各单电池流量分配规律.研究结果表明,具有一定锥度结构的变截面进气总管在U型进气方式时,电池堆沿进气总管长度方向的压力分布比较均匀,压力损失较小,电池堆各单电池的气体流量较其他形式均匀.