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PEMFC气体扩散层内各向异性传递过程数值模拟
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK121[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]热流科学与工程教育部重点实验室,西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(No.51136004;No.50636050)
中文摘要:

质子交换膜燃料电池(PEMFC)气体扩散层(GDL)具有各向异性属性,常规数值模拟对GDL采取均匀模型,忽略了各向异性传递过程对PEMFC性能的影响。本文发展了一个三维非等温单相模型,在GDL平面内和GDL厚度方向采用不同的传递系数,模拟了各向异性传递系数对PEMFC整体和局部性能的影响。在本文计算条件下,GDL各向异性和均匀模型模拟得到的电池极化曲线几乎完全相同,但电池电流密度分布和温度分布等局部特性存在很大差异。该结果进一步证明了不能单独用极化曲线来验证电池数学模型的正确性。

英文摘要:

The gas diffusion layer(GDL) of proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs) exhibits strong structural anisotropy in through-plane and in-plane direction.However,the GDL has usually been simplified as a homogeneous porous structure in numerical modeling,and the anisotropic property of GDL is ignored.In this paper,a three dimensional.non-isothermal,single-phase model with different transport coefficients in through-plane and in-plane direction of the GDL is developed to investigate the effects of anisotropic transport characteristics of GDL on cell performance.From the results,it is found that although the overall cell performance is similar,local distributions,such as local current density and temperature,from the two models are significantly different.The results prove that only the polarization curve is not enough to verify the correctness of a simulation model.

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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