质子交换膜燃料电池的数值研究,具有配备形装置的对称蛇形通道
Yanqiang Wei1, Yifan Feng1, Jiaping Zhao1
1School of Mechanical and Power Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing, Jiangsu 211816, China.
ACS omega
|January 20, 2025
概括
在质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 流通道中添加分离器显著提高了性能. 长方形的分离器使功率密度提高了25.6%,提高了反应剂运输和燃料电池效率.
科学领域:
- 能源转化和储存 能源转化和储存
- 电化学 电化学 电化学
- 计算流体动力学的流体动力学.
背景情况:
- 双极板流场设计对于质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的性能至关重要.
- 流通道中的分离器可以改善反应物运输和电化学反应.
研究的目的:
- 为了研究不同形状和大小的分离器对PEMFC性能的影响.
- 分析分离器对PEMFC中的反应物运输和功率密度的影响.
主要方法:
- 计算流体动力学 (CFD) 模型是为具有对称蛇形流场 (SSFF) 的PEMFCs开发的.
- 模拟使用FLUENT软件进行了模拟,用于带有和没有分辨率的模型.
- 评估了三种不同设计的三种类型的阻隔器.
主要成果:
- 带有分歧的PEMFC显示出增强的氧气运输和更高的反应气体度.
- 阻隔器导致流体速度的突然变化,改善了混合.
- 最大功率密度从0.601W/cm2 (没有波) 增加到0.755W/cm2 (矩形波).
结论:
- 分离器通过改善反应物递送来显著提高PEMFC性能.
- 在SSFF通道中的矩形波器导致最大功率密度增加了25.6%.
- 混集成是优化PEMFC效率的可行策略.
