对聚合物电解质膜燃料电池基于多U型结构的流场的性能
Wenjie Qi1,2,3, Xin Chen1, Zhi Gang Zhang1
1Key Laboratory of Advanced Manufacturing Technology for Automobile Parts, Ministry of Education, Chongqing University of Technology, Chongqing, 400050, China.
Scientific reports
|October 7, 2024
概括
创新的U形流场提高了质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的性能. 该Distro的Out-In Multi-U设计提供了卓越的效率和功率密度,同时降低了气消耗和洪水问题.
科学领域:
- 能源科学 能源科学
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 对于清洁能源至关重要.
- 双极板反应剂气流场的设计极大地影响了PEMFC的性能.
研究的目的:
- 介绍和评估PEMFCs的四个新的U形流场设计.
- 将这些设计的性能与传统流量场进行比较.
主要方法:
- 使用计算流体动力学 (CFD) 数值模拟.
- 为验证,进行了模型实验.
- 分析了包括压力,含水量,电流密度和效率在内的性能指标.
主要成果:
- 分布式的Out-In Multi-U流域在传统的平行流域 (CPFF) 和传统的蛇形流域 (CSFF) 上表现出显著的优势.
- 这种设计降低了压力,液态水含量,改善了水的分布和电流密度的均性.
- 与CSFF相比,它实现了更高的净功率密度 (10.1%) 和更少的H2消耗 (91.9%).
结论:
- U形流场,特别是Distro Out-In Multi-U设计,为PEMFCs提供了卓越的输出性能和能源效率.
- 这种设计显示了对洪水的增强抵抗力.
- 在PEMFC应用中,U形流场为反应流场提供了一个有前途的替代方案.
