丁玉栋
,
朱恂
,
廖强
,
姬升阳
,
李俊
工程热物理学报
对自制可视化直接甲醇燃料电池单体阴极流场内液滴生长特性、氧气流量和氧气进气温度对流场水淹及电池性能的影响进行了实验研究.结果表明:平行流场中首个液滴大多在流场右上区域冒出;流场中新液滴的出现具有瞬间涌出特性,并优先在流场板和扩散层交界的夹角处及扩散层表面碳纤维束交叉处产生;液滴生长过程具有非连续性,与流道边壁相接触的液滴和液柱的生长速度均大于未接触流道边壁的液滴生长速度,而且液柱有逆气流方向反向生长现象.氧气流量及氧气进气温度的升高,均导致阴极流道内液态水和流场中大液滴数量及形成液柱的长度减少,促使电池性能提高.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
液滴生长特性
,
水淹
,
可视化
杨晓光
,
叶强
,
郑平
工程热物理学报
多孔电极与流道内的水淹现象是制约质子交换膜(PEM)燃料电池性能提高的关键难题.传统的宏观两相模型普遍存在液态水饱和度预测值偏低的不足,而流道内气液两相雾状流的假设则是低估水淹程度的一个主要原因.本文提出了反映流道壁面浸润差异性的毛细压力流道拓展模型,并对低气速下燃料电池内的传热传质进行了模拟.计算结果表明,该模型克服了原有模型对饱和度预测值偏低的不足,不仅反映了液相水分布的贴壁效应,同时还可以考虑流道壁面差异的影响.
关键词:
质子交换膜燃料电池
,
水淹
,
两相传输
,
数值模拟
,
毛细压力
宋微
,
俞红梅
,
邵志刚
,
衣宝廉
,
林瑾
,
刘娜
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60014-0
通过在不同真空度下进行碳纸的聚四氟乙烯(PTFE)浸渍处理，考察了PTFE在碳纸中的分布对燃料电池水淹情况的影响。碳纸PTFE浸渍过程中，抽真空作用可以将碳纸微孔中存留的空气移除，使PTFE更均匀地扩散到内部微孔中。碳纸的断面电镜照片显示真空浸渍可以改善PTFE的分布。在总浸渍量相同时，由于真空浸渍使更多的PTFE进入到碳纸内部微孔，故其表面的PTFE比例减少。实验进一步考察了碳纸中亲水孔和憎水孔的分布，结果表明真空浸渍处理的碳纸具有更高比例的憎水孔。将不同处理方法的碳纸制备成膜电极，通过全尺寸电池考察其性能，结果表明PTFE的均匀分布可以改善电池性能，并且电化学阻抗分析表明其有利于改善水淹问题。
关键词:
燃料电池
,
气体扩散层
,
憎水性
,
水淹
叶丁丁
,
朱恂
,
李俊
,
廖强
,
丁玉栋
工程热物理学报
本文结合恒电流放电时阴极水滴积聚过程,对影响被动式直接甲醇燃料电池恒流放电性能的甲醇浓度、电流密度及环境湿度等因素进行了实验研究及讨论.结果表明:甲醇浓度高于4M时,阴极水淹所造成的氧气传输限制为电池放电时间的控制因素;低电流密度放电时,恒电流放电时间主要受阴极侧水淹的影响;高电流密度时,主要受甲醇消耗的影响;湿度越大越易引起阴极水淹.
关键词:
被动式
,
直接甲醇燃料电池
,
水淹
,
放电性能
李桦
,
王世学
工程热物理学报
为了同时解决燃料电池水管理中的干涸(dry out)和水淹(flooding)问题,本文提出了一种主副流道分流式的阴极进气加湿方式,并应用基于不同水传输机理的数学模型研究了这种新型进气方式的加湿效果.模拟结果表明:这种新的阴极进气方式可以在节约50％进气加湿用水量的同时保证电池性能;在不同的水传输机理模型中,电池内各参数在沿气体流动方向的均匀性、变化规律等方面存在显著差异.
关键词:
质子交换膜燃料电池
,
水管理
,
水淹
,
干涸
,
水传输机理
