在质子交换膜燃料电池中基于格子的辐射流场的设计和性能优化
Minggang Zheng1, Han Liang1, Wenxie Bu1
1School of Mechanical Engineering, Shandong Jianzhu University 1000 Fengming Road Jinan 250101 Shandong China why1318@sdjzu.edu.cn.
RSC advances
|October 16, 2024
概括
对质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 采用新的基于晶格的辐射流场设计,提高了效率. 最佳性能是通过六个肋骨分支和0.135厘米的最小肋骨半径实现的.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 质子交换膜燃料电池 (PEMFCs) 对清洁能源至关重要.
- 流场设计显著影响PEMFC电化学性能.
- 传统的流量场在优化天然气和水运输方面存在局限性.
研究的目的:
- 为PEMFCs引入和分析一种基于格子的新型辐射流场结构.
- 调查几何参数 (肋骨分支,肋骨半径) 对PEMFC性能的影响.
- 为了确定最佳的设计配置,以提高PEMFC效率.
主要方法:
- 使用了COMSOL多物理模拟软件来模拟PEMFC操作条件.
- 分析了流域内的氧气分布,水管理和压力下降.
- 对各种基于格子的辐射流场设计进行了比较分析.
主要成果:
- 肋骨分支的数量和最小肋骨半径显著影响氧气和水的分布.
- 压力下降也受到流场几何学的变化的影响.
- 具有六个肋骨分支和0.135厘米最小肋骨半径的配置显示出卓越的电化学性能.
结论:
- 基于格子的辐射流场为传统设计提供了一个有前途的替代方案.
- 优化几何参数是最大化PEMFC效率的关键.
- 该研究为增强PEMFC性能提供了具体的设计准则.
