流道截面形状对PEM燃料电池性能的影响  被引量:12

Influence of different cross section channels on PEM fuel cell

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作  者:王玚[1] 王长辉[1] 林震[1] 

机构地区:[1]北京航空航天大学宇航学院,北京100191

出  处:《电源技术》2012年第1期21-23,共3页Chinese Journal of Power Sources

基  金:国家自然科学基金项目(50776002)

摘  要:质子交换膜燃料电池内电化学反应生成的水和热量会对电池性能产生较大影响,而流道截面形状是影响电化学反应的因素之一。利用FLUENT软件计算了采用不同截面形状流道的质子交换膜燃料电池,获得电池电压-电流(U-I)曲线,并分析中电流密度下不同流道电池内温度场的分布,研究了在中、高电流密度下梯形流道和圆形流道对电池内水含量分布的影响。结果表明,流道形状对电池性能影响一方面体现在流道与扩散层接触面积越大则电流密度越大,另一方面底部为弧形和侧壁倾斜的梯形流道可在一定程度上降低膜内中心部位水含量。Water and heat,produced by electrochemical reactions,has a great influence on the performance of PEM fuel cells.And channel cross section is one of the factors that impact reaction rate.A three-dimensional PEM fuel cell model with inlet channels of different cross sections was developed.The model was implemented with PEM module in FLUENT,and the simulations were presented with an emphasis on both water fluxes affected by inlet channel cross sections and temperature distribution by current density.From the results,U-I curve was obtained.The numerical results indicate that current density can be improved by enlarging contact area between inlet channel and GDL layer.Besides,inlet channels,with arc at bottom or leaned parietal,will,to some extent,induce more water vapor into channel,which will decrease the water fraction in the central parts of membrane.

关 键 词:质子交换膜 燃料电池 热管理 流道截面 数值模拟 

分 类 号:TM911.4[电气工程—电力电子与电力传动]

 

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