PEM燃料电池内水分布和温度分布的数值模拟

工程热物理学报 , 2010, 31(12): 2051-2056.

PEM燃料电池内水分布和温度分布的数值模拟

马利忠 ^1, , 申双林 ^2, , 贾斐 ^3, , 刘洪潭 ^4, , 郭烈锦 ^5,

1.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049

2.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049

3.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049

4.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049;Dept.of Mechanical and Aerospace Engineering,University of Miami,Coral Gables,FL 33124,USA

5.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049

基金项目: 教育部长江学者和创新团队发展计划自然科学基金创新群体资助项目(50821064)

关键词： PEM燃料电池 , 水分布 , 温度分布 , 数值模拟

MODELLING OF WATER AND TEMPERATURE DISTRIBUTION IN PEM FUEL CELL

本文建立了一个两相流、非等温、三维模型来研究PEM燃料电池内的传递过程,讨论了其内部水分布和温度分布特性.模拟结果表明水分布和温度分布都不均匀.沿着流动方向阳极侧水浓度逐渐降低,而阴极侧水浓度却不断升高,导致阴极容易形成液态水;在垂直流动方向上,脊下水的浓度和液态水饱和度都高于流道下;不同放电电压下阴极GDL中液态水分布趋势不同.沿流动方向温度逐渐降低,反应气体不足时降低梯度更大;脊下膜电极中温度低于流道下;垂直膜电极方向上最高温度在阴极催化层,放电电压越低,温度梯度越大;相同放电电压下质子交换膜越厚,各处的温度越低,温度梯度也越小.

参考文献

[1]	J. S. Yi;T. V. Nguyen .An along-the channel model for proton exchange membrane fuel cells[J].Journal of the Electrochemical Society,1998(4):1149-1159.
[2]	Gurau V.;Kakac S.;Liu HT. .Two-dimensional model for proton exchange membrane fuel cells[J].AIChE Journal,1998(11):2410-2422.
[3]	Z.H.Wang;C.Y.Wang;K.S.Chen .Two-phase flow an transport in the air cathode of proton exchange membrane fuel cells[J].Journal of Power Sources,2001(1):40-50.
[4]	Hyunchul Ju;Hua Meng;Chao-Yang Wang .A single-phase, non-isothermal model for PEM fuel cells[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,2005(7):1303-1315.
[5]	Wang Y;Wang CY .A nonisothermal, two-phase model for polymer electrolyte fuel cells[J].Journal of the Electrochemical Society,2006(6):A1193-A1200.
[6]	Julien Ramousse;Olivier Lottin;Sophie Didierjean;Denis Maillet .Heat sources in proton exchange membrane (PEM) fuel cells[J].Journal of Power Sources,2009(2):391-395.

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