PEM燃料电池膜电极边框材料对膜干湿应力影响研究  被引量:3

Stress Effect of Membrane Electrode Frame on the Membrane Dry-wet Cycling in PEM Fuel Cell

在线阅读下载全文

作  者:叶东浩[1] 李永静[2] 汪广进[1] 詹志刚[1] 潘牧[1] 

机构地区:[1]武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉430070 [2]武汉理工大学理学院,武汉430070

出  处:《武汉理工大学学报》2012年第10期1-4,共4页Journal of Wuhan University of Technology

基  金:国家"863"重大项目(2012AA110601)

摘  要:质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM)是燃料电池的核心部件之一膜电极的最重要组成部分。在实际使用过程中,膜电极边框在燃料电池的组装和运行时,对PEM起到保护性作用。但在燃料电池的启停过程中,干湿交替的使用环境会引起PEM中存在应力现象。然而,边框材料是最主要的因素,因为其选取不当会在PEM上形成应力集中,以致造成PEM的失效,因此边框材料的选择有利于保证MEA正常功能。基于此,拟采用2D有限元方法分析不同物性参数的MEA边框材料对PEM产生的应力影响进行研究。结果表明,当边框弹性模量高于PEM弹性模量时,边框端部与PEM交界处会存在应力集中现象,并且此值随着边框模量的减小而降低;然而当边框弹性模量与PEM的弹性模量接近时,在交界处产生的应力集中值小于PEM的安全许用应力值。Proton exchange membrane(PEM)is the most important member in the membrane electrode assembly(MEA) which constitutes one of the core component in fuel cells.The membrane electrode frame is responsible for protecting the PEM from being damaged in the process of assembly and operation.However,during startup and shutdown processes,the dry-wet alternate environment causes the stress residing in the PEM.The frame is the main fact,for it will result in the stress concentration on the PEM or even failure if screened not properly.In consequence,screening the right frame material is favorable to ensure the functions of MEA.Based on that,2D finite element method is used to analyze the effects of the MEA frame materials with the different physical parameters on the PEM,the results show that the stress concentration issue locates at the junction of the end region of frame and the PEM as long as the elastic modulus of the frame is higher than the PEM.However,the stress level is less than the permitted stress of the PEM when the frame elastic modulus approaches to the PEM.

关 键 词:燃料电池 膜电极边框 应力 质子交换膜 

分 类 号:TM911.4[电气工程—电力电子与电力传动]

 

参考文献:

正在载入数据...

 

二级参考文献:

正在载入数据...

 

耦合文献:

正在载入数据...

 

引证文献:

正在载入数据...

 

二级引证文献:

正在载入数据...

 

同被引文献:

正在载入数据...

 

相关期刊文献:

正在载入数据...

相关的主题
相关的作者对象
相关的机构对象