热科学与技术

作者：蒋杨,焦魁

单位：天津大学机械工程学院,天津大学机械工程学院

关键词：质子交换膜燃料电池,非等温,两相流,水管理,一维模型,

基金：国家教育部优秀青年教师基金

针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）水管理开展了研究，建立了一维非等温两相流解析模型，研究了不同电流密度、微孔层接触角和不同加湿方案对电池内部水分布和温度分布的影响，提出了更好的进气加湿方案。结果表明：电流密度增大会导致阳极拖干、阴极水淹加剧，导致电池各部分温度上升。因各层材料亲水性不同，在交界面处能观察到液态水阶跃现象。增大微孔层接触角促进阴极液态水反扩散到阳极，一定程度上缓解阳极变干，但过大的接触角可能导致阴极水淹加剧。通过采取“阳极充分加湿、阴极低加湿”的进气加湿方案可以有效提高电池性能，并且能在一定程度改善电池内部受热，提高电池使用寿命。

来源：2019年第3期

《热科学与技术》期刊编辑部

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