质子交换膜燃料电池传输现象的数值分析  被引量:2

Three-dimensional numerical analysis of transport phenomena in PEM fuel cell

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作  者:尚晓敏[1] 于帆[1] 张欣欣[1] 杨立新[1] 

机构地区:[1]北京科技大学热能工程系,北京100083

出  处:《热科学与技术》2005年第1期41-46,共6页Journal of Thermal Science and Technology

摘  要:建立了一个具有蛇形通道 ,采用 N af ion1 1 7膜单体质子交换膜燃料电池的三维数学模型 ,该模型同时考虑了流动、传热、传质、电化学动力学和多组分传输现象。通过求解传输方程组 ,并耦合电化学动力学方程 ,获得了电池的极化性能曲线和电池内部的反应物浓度、温度、速度分布。计算结果表明 ,增加电极孔隙率、提高电池运行温度和压力有助于改善电池性能。估算的极化性能与文献中的实验数据基本符合。分析了运行条件对电池性能的影响。A comprehensive non-isothermal, three-dimensional computational model of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) with Nafion 117 membrane and serpentine flowfields was developed. The model accounted for all the major transport phenomena such as flow, heat and mass transfer, electrochemical kinetics and multi-component transfer. The detailed three-dimensional distributions of the reactants concentrations, current densities, temperature, velocity were presented. The simulated polarization curve agrees well with the experimental result. The influences of the operation conditions on the performance of the fuel cell were also analyzed.

关 键 词:质子交换膜燃料电池 电池性能 极化性能 电化学动力学 运行温度 电极 估算 单体 反应物浓度 多组分 

分 类 号:TM911[电气工程—电力电子与电力传动] TM912

 

参考文献:

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引证文献:

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