質子交換膜燃料電池的溫度和濕度特性研究.pdf

1、論文中介紹了幾種燃料電池,分別給出了它們的特性并進行比較.論文的主體是質子交換膜燃料電池溫度和濕度特性.該課題的意義在于推動清潔、高效能源的利用和發(fā)展.為了達到上述目標,對質子交換膜燃料電池的膜建立了一維、瞬時的數(shù)學模型.膜的作用是將質子從陽極到傳遞陰極,同時防止別的反應氣體穿透膜.膜被設定為單相的、多組分的.對水的傳遞的驅動原理模型是:對流作用力、滲透作用力(例如,擴散力)和電拖動力的共同作用.其中這些作用力分別由:壓力梯度、濃度梯度

2、和質子從陽極遷移到陰極過程中水分子的拖動作用而產生的結果.模型中對質子、水、熱能等建立了守恒方程,并對膜中電勢的變化建立方程.論文也給出了催化劑層的一維、瞬時模型.催化劑層的結構可以描述為聚合物膜、襯墊層和附屬鉑微粒重疊而成.該模型參考了目前文獻中流行的偽均質模型的一些特征,認為電化學動力反應是在鉑顆粒表面上進行的,質子通過成塊的聚合物間隙傳遞,水和氧氣通過催化劑層中膜的微孔進行傳遞.由于此區(qū)域的低多孔性和較高的液態(tài)水含量,催化劑層會限