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质子交换膜燃料电池短时微重力性能实验研究
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM911.4[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]北京工业大学环境与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室传热与能源利用北京市重点实验室,北京100124, [2]中国科学院力学研究所国家微重力实验室,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.50406010)
中文摘要:

利用落塔开展了不同重力情况下质子交换膜燃料电池性能的实验研究。对常重力和微重力条件下质子交换膜燃料电池发电时其阴极蛇形流场内部的两相流动开展了可视化现场观测。对重力因素对质子交换膜燃料电池内部传质过程的影响进行了分析和讨论。实验结果表明:在常重力环境中,液态水堆积在竖置流道的底部,无法有效排出.聚集在流道内的液态水与反应气体在流道内形成气/液两相流动。在微重力环境中,液态水在气体推动力的作用下从流道的底部上升并沿流道向出口流动。聚集在流道内的液态水排除后,减小了反应气体(氧气)从流道向催化层的传递阻力,从而使质子交换膜燃料电池的性能得到提高。

英文摘要:

An experimental investigation of proton exchange membrane fuel cells performance under different gravity conditions has been conducted in a drop tower. An in situ visual observation of two-phase flow inside cathode serpentine flow field of a proton exchange membrane fuel cell in normal gravity and microgravity has been performed, respectively, while the fuel cell generated electric-power. The effect of gravity on mass transfer in proton exchange membrane fuel cells was analyzed and discussed. The experimental results indicate that the liquid water accumulate in the bottom of the vertical flow channels in normal gravity condition and can not discharge effectively. The accumulated liquid water and reactant gas form the gas-liquid two-phase flow in flow channels. In micro gravity condition, however, the accumulated liquid water is pushed by gas and flows from the bottom of the channels to the outlet. Removing accumulated liquid water reduces the transport resistance of reactant gas (oxygen) from channels to catalyst layer, and enhances the performance of proton exchange membrane fuel cells.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026