质子交换膜燃料电池二维全电池两相流综合数值模型

针对直通道质子交换膜燃料电池(PEMFC)建立了一个二维全电池综合数值模型,模型综合考虑参与电化学反应的三个要素反应物质、电子和质子的传输过程以及液态水的淹没和膜内水传输现象。研究了供气压力、液态水淹没对电池性能的影响;比较了不同输出电压、供气湿度等条件对阴极液态水饱和度分布以及电解质膜含水率的影响;预测了基准供气状态下电池的极化曲线和文献报道的实验结果吻合很好。计算结果显示:输出电压越小液态水淹没电极现象越严重;阴极液态水的生成有利于膜的浸润保持较高电导率,但是会淹没电极使有效电极面积减小,导致电池性能下降。