隨著社會(huì)的進(jìn)步和交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展,能源的短缺及空氣污染等問題日益嚴(yán)重,尋求一種高效、清潔、可靠的新型綠色能源成為研究的熱點(diǎn)。相比于傳統(tǒng)化石能源劇烈的燃燒過程,質(zhì)子交換膜燃料電池（proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs）能夠在高效的催化劑下進(jìn)行平穩(wěn)的化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,具有較高的能源轉(zhuǎn)換效率、清潔無污染、可靠性高以及快速啟動(dòng)等優(yōu)勢(shì)。然而水管理問題仍限制著PEMFC的進(jìn)一步大規(guī)模商業(yè)化推廣,其中,氣體擴(kuò)散層（gas diffusion layer,GDL）作為PEMFC中負(fù)責(zé)催化層及流道之間的反應(yīng)氣體和液態(tài)水的擴(kuò)散和傳輸?shù)年P(guān)鍵的多孔部件,了解其孔隙空間結(jié)構(gòu)對(duì)GDL內(nèi)兩相傳輸性能的影響有利于優(yōu)化水管理,提高電池的性能和壽命。近年來,基于侵入逾滲算法的孔隙網(wǎng)絡(luò)模型正受到越來越多的關(guān)注,并成功應(yīng)用于PEMFC中多孔材料中的兩相流動(dòng)規(guī)律的研究。本文主要通過孔隙網(wǎng)絡(luò)模型（pore network model,PNM）從孔隙尺度的水平上研究的氣體擴(kuò)散層基質(zhì)層（gas diffusion backing layer,GDBL）和微孔層（mic... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

質(zhì)子交換膜燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1.6 穿透孔沿陰極流場(chǎng)位置分布的示意圖[25]Fig. 1.6 Schematic of the position of the penetration holes alongthe cathode flow field[25]erteisen 及其課題組的研究工作人員進(jìn)行了大量的研究工作[26-31]系統(tǒng)地探孔對(duì) GDL 甚至是整個(gè) PEMFC 性能的影響，他們報(bào)道了在特定的操作條件 63℃，入口氣體的露點(diǎn)溫度為 32℃）使用激光對(duì) GDL 進(jìn)行人工穿孔可以EMFC 的性能和穩(wěn)定性。圖 1.7 分別對(duì)比了激光穿孔的 GDL 和未穿孔的壓-電流曲線和陰極極化曲線，由圖 1.7（a）可知，具有激光穿孔 GDL 的電流密度更高，然而較高的基本阻抗和由此產(chǎn)生的較高的陽極損耗導(dǎo)致電。由圖 1.7（b）的陰極極化曲線可知在低電流密度區(qū)，鉆孔 GDL 的極化 GDL 的極化曲線基本一致。在高電流密度下，未鉆孔的 GDL 的陰極極化

12圖 1.8 穿孔和不穿孔的 GDL 內(nèi)部液態(tài)水的傳輸路徑[27]. 1.8 Transport Path of Liquid Water in GDL without and with laser perforation一方面，GDL 中的孔隙率梯度化設(shè)計(jì)也是氣體擴(kuò)散層結(jié)構(gòu)改造與優(yōu)化的研son 等人首次把梯度化的概念引入到 PEMFC 的結(jié)構(gòu)中，并證明了 PEMFC


本文編號(hào)：3420650