質(zhì)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(jìn)行比較.論文的主體是質(zhì)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(dá)到上述目標(biāo),對質(zhì)子交換膜燃料電池的膜建立了一維、瞬時的數(shù)學(xué)模型.膜的作用是將質(zhì)子從陽極到傳遞陰極,同時防止別的反應(yīng)氣體穿透膜.膜被設(shè)定為單相的、多組分的.對水的傳遞的驅(qū)動原理模型是:對流作用力、滲透作用力(例如,擴(kuò)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(zhì)子從陽極遷移到陰極過程中水分子的拖動作用而產(chǎn)生的結(jié)果.模型中對質(zhì)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(jié)構(gòu)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(xiàn)中流行的偽均質(zhì)模型的一些特征,認(rèn)為電化學(xué)動力反應(yīng)是在鉑顆粒表面上進(jìn)行的,質(zhì)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(jìn)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