PEMFC電流密度分布研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池性能取決于諸多相互影響參數(shù)，觀察其局部區(qū)域電流密度分布是進(jìn)行細(xì)致深入研究的重要方法。本文探索區(qū)域分割質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)不同預(yù)緊力、氧化劑類型、操作溫度、空氣流量、氣體濕度對流道和岸區(qū)域子電池性能的影響，主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)預(yù)緊力的影響。在以氧氣作為反應(yīng)氣體時(shí)，岸區(qū)域子電池性能總體比流道區(qū)域子電池性能高；在一定范圍內(nèi)，隨著預(yù)緊力的增加，岸區(qū)域子電池內(nèi)阻相應(yīng)減小，其性能有所升高，但是預(yù)緊力偏大后，岸區(qū)

2、域子電池性能反而下降；改變預(yù)緊力對流道區(qū)域子電池性能的影響較小。
　　 (2)氧化劑類型的影響。使用空氣作為氧化劑時(shí)，在低電流密度下，岸區(qū)域子電池性能大于流道區(qū)域子電池性能，在高電流密度下，流道區(qū)域子電池性能逐漸大于岸區(qū)域子電池性能并且隨負(fù)載的增加而逐漸擴(kuò)大；岸區(qū)域子電池和流道區(qū)域子電池性能相當(dāng)?shù)慕徊纥c(diǎn)沿流場方向逐漸向低電流密度偏移。使用氧氣作為氧化劑時(shí)，岸區(qū)域子電池性能始終大于流道區(qū)域子電池性能。
　　 (3)電池溫度

3、的影響。電池運(yùn)行溫度從55℃提高到65℃，岸區(qū)域和流道區(qū)域子電池性能均增加；由于岸區(qū)域液態(tài)水可能較多，沿流道溫度逐漸增加時(shí)，岸區(qū)域子電池性能總體提高；而流道區(qū)域因?yàn)闅怏w濃度逐漸減小，流道區(qū)域子電池性能總體下降。但當(dāng)運(yùn)行溫度為70℃時(shí)，出口區(qū)域溫度可能過高，岸區(qū)域和流道區(qū)域子電池性能均出現(xiàn)下降。
　　 (4)陰極氣體流量的影響。因?yàn)殛帢O反應(yīng)氣體是空氣，岸區(qū)域子電池性能總體比流道區(qū)域子電池性能差，在高電流密度時(shí)更是如此；空氣過量系數(shù)