質(zhì)子交換膜燃料電池擴散層實驗及模型研究.pdf

1、擴散層作為質(zhì)子交換膜燃料電池的一個重要組成部分，對燃料電池內(nèi)部水平衡有著極大的影響，在電流密度較大的情況下，電池反應將產(chǎn)生大量的水，若液態(tài)水不能及時經(jīng)由擴散層從電池中排出，則將阻塞反應氣體流道，造成催化劑層水淹，使電池性能急速下降。 由于實際電池中有化學反應發(fā)生，傳熱傳質(zhì)復雜，因此，本文將碳紙擴散層從電池單體中獨立出來，僅對液態(tài)水在碳紙多孔介質(zhì)中的傳輸進行了可視化的實驗研究，同時將三種流場板對排水性能的影響進行了比較。結果表明，

2、碳紙的平均孔徑對液態(tài)水穿透有著重要影響；蛇型流道最有利于液態(tài)水從電池中排出。 為了對比不同擴散層在實際電池中的性能影響，因此同時在質(zhì)子燃料電池單電池中使用不同的碳紙擴散層進行了電池性能實驗，從而研究擴散層的排水效果在實際運行中對電池性能影響權重。實驗結果表明，使用具有微孔層并經(jīng)過疏水處理的碳紙擴散層的電池總體性能比無微孔層未經(jīng)疏水處理的碳紙擴散層較好。同時在電流密度低的情況下，使用具有較低排水性的碳紙擴散層的電池性能較好，而在電