質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種以氫氣為燃料的能量轉(zhuǎn)換裝置,因其污染物零排放、能量轉(zhuǎn)化效率極高、低溫啟動(dòng)速度快等優(yōu)良特性吸引了越來越多學(xué)者和企業(yè)的關(guān)注。為研究陽極水含量對(duì)車用燃料電池性能的影響,提出了燃料電池水管理(WM,Water Management)模型。此模型根據(jù)燃料電池流道內(nèi)反應(yīng)氣體中的水蒸汽冷凝現(xiàn)象,考慮電池中進(jìn)氣壓力對(duì)水活度的影響等因素,推導(dǎo)出燃料電池60℃工作溫度、25%至100%陽極進(jìn)氣相對(duì)濕度變化對(duì)水管理的影響規(guī)律。本文內(nèi)容分為以下三個(gè)部分:第一部分描述了PEMFC基本理論和PEMFC水管理(WM)模型控制方程。建立了燃料電池計(jì)算模型和網(wǎng)格,并將WM模型和流體動(dòng)力學(xué)軟件Fluent用于PEMFC在不同工作條件下的水分布過程的模型仿真,得到氫氣、氧氣和水摩爾分?jǐn)?shù)分布云圖和仿真性能極化曲線。第二部分設(shè)計(jì)并搭建了由直流道PEMFC為測試對(duì)象的測試系統(tǒng),并在燃料電池工作溫度為60℃,進(jìn)氣口壓力固定為0.1MPa,陰極進(jìn)氣相對(duì)濕度為100%,陽極進(jìn)氣相對(duì)濕度分別為25%、50%、75%和100%的工作條件下進(jìn)行了PEMFC性能測試試驗(yàn),得到性能測試試驗(yàn)極化曲線。第三部分...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1單片PEMFC結(jié)構(gòu)示意圖

圖1-1單片PEMFC結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-1Schematicdiagramofasingle-cellPEMFC，PEMFC在內(nèi)部產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)過程前氣體到達(dá)相應(yīng)的陽極和陰極催化劑層中，進(jìn)而在催反應(yīng)。反應(yīng)氣體的對(duì)流和擴(kuò)散輸送發(fā)生已經(jīng)在的分離流道內(nèi)進(jìn)行。....

圖1-2PEMFC內(nèi)部反應(yīng)過程示意圖

圖1-1單片PEMFC結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-1Schematicdiagramofasingle-cellPEMFC如圖1-2所示，PEMFC在內(nèi)部產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)過程前氣體通過氣體擴(kuò)散層(多孔碳紙)滲透并到達(dá)相應(yīng)的陽極和陰極催化劑層中，進(jìn)而在催化層的催....

圖2-2幾何模型網(wǎng)格三維示意圖

2.2.2模型網(wǎng)格本文基于試驗(yàn)PEMFC的實(shí)際尺寸對(duì)PEMFC進(jìn)行了幾何建模和網(wǎng)格劃分，此幾何模型包含陰極與陽極集流板（陰、陽極集流板上的溝槽即為PEMFC氣體流道）、陰極與陽極氣體擴(kuò)散層、陰極與陽極催化劑層和質(zhì)子交換膜七個(gè)主要部件。劃分完網(wǎng)格的幾何模型如圖2-2....

圖2-3集流板網(wǎng)格三維示意圖

此幾何模型包含陰極與陽極集流板（陰、陽極集流板上的溝槽即為PEMFC氣體流道）、陰極與陽極氣體擴(kuò)散層、陰極與陽極催化劑層和質(zhì)子交換膜七個(gè)主要部件。劃分完網(wǎng)格的幾何模型如圖2-2所示。網(wǎng)格總數(shù)為3307609個(gè)，最差的網(wǎng)格質(zhì)量為0.853。PEMFC包含27個(gè)流....

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