基于介观分析的HT-PEM燃料电池阴极扩散层传质研究

论文摘要

目的研究高温质子交换膜燃料电池阴极扩散层中传质过程,解决扩散环境因素降低传质扩散效率的问题.方法基于Martini力场原理建立介观力学数学模型,采用Materals Studio软件中Mesocite模块构建气体与扩散层的粗粒化几何模型,通过介观动力学方法分析温度、扩散层孔隙曲折度、孔隙率和气体组分等因素对阴极扩散层中传质过程的影响,并根据均方位移研究不同因素对扩散系数的影响.结果随着温度升高,气体各组分在扩散层中的扩散系数增大;碳纳米管长度变大,氧气分子扩散系数下降,而水分子扩散系数上升;水分子质量分数增大,氧气分子的扩散系数下降,而水分子的扩散系数上升.结论在一定范围内增大扩散层的孔隙率以及降低反应时水分子的质量浓度会有利于反应气体的扩散,提高反应效率.

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙红,张添昱,李洁,李天一

关键词: 高温质子交换膜,燃料电池,介观模拟,扩散系数

来源: 沈阳建筑大学学报(自然科学版) 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 无机化工,电力工业

单位: 沈阳建筑大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51476107),辽宁省科技项目(2015020627,LZ2015062)

分类号: TM911.4

页码: 519-525

总页数: 7

文件大小: 2186K

下载量: 114

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