PEM燃料电池凸台流道性能三维仿真分析及结构参数优化

作     者：张硌 蒲东义 胡松 樊芷君 陈东方 徐晓明 ZHANG Luo;PU Dongyi;HU Song;FAN Zhijun;CHEN Dongfang;XU Xiaoming

作者机构：北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院佛山528000 华东交通大学电气与自动化工程学院南昌330013 

基　　金：清华大学汽车安全与节能国家重点实验室开放基金课题(KFY2219) 佛山市科技创新专项资 

出 版 物：《汽车安全与节能学报》 (Journal of Automotive Safety and Energy)

年 卷 期：2024年第15卷第4期

页      码：545-552页

摘      要：在氢能技术快速发展的背景下,作为关键应用之一的质子交换膜燃料电池(PEMFC)的流道设计受到重点研究。该研究通过构建基于实际尺寸的PEMFC全尺寸单流道模型,并在模型中嵌入不同形状的凸台结构,使用Comsol仿真分析探究凸台几何参数对电池性能的影响。结果表明:凸台结构能显著提升功率输出,电流密度增幅达到10%至31.25%,功率提高3%至9.2%;气体流速与功率输出与凸台高度呈正相关,0.2 mm高的矩形凸台性能最佳,显示适宜的凸台高度能有效提升PEMFC效率;通过增强传质效果、优化工质在燃料电池内部的分布,尤其改善流道后半段的水淹,凸台的设置可进一步增强电池功率。与凸台长度相比,凸台高度是主要的优化方向。该研究为全尺寸的PEMFC流道优化提供了理论上的支持,对提高氢能源效率具有指导意义。

主 题 词：质子交换膜燃料电池(PEMFC) 流道设计 凸台结构 全尺寸建模 Comsol仿真 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-8484.2024.04.011

馆 藏 号：203140682...