氣體擴(kuò)散層（gasdiffusionlayer,GDL）是實(shí)現(xiàn)質(zhì)子交換膜燃料電池電極內(nèi)有效氣體傳輸?shù)年P(guān)鍵部件.在實(shí)際電池中,GDL所承受的裝配壓力會(huì)引起其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較大的變形,尤其是脊下受壓部位變形顯著.然而,目前國內(nèi)外相關(guān)研究主要集中在未受壓GDL上,針對(duì)GDL局部受壓后的變形對(duì)GDL內(nèi)氧氣傳輸過程的影響方面的研究相對(duì)較少,受壓GDL內(nèi)的傳質(zhì)機(jī)理尚不清楚.為闡明裝配壓力所引起的GDL微觀結(jié)構(gòu)變形對(duì)內(nèi)部氧氣傳輸過程的影響規(guī)律,本文基于有限單元法（finiteelementmethod,FEM）和GDL微觀結(jié)構(gòu)隨機(jī)重構(gòu)算法建立了壓縮GDL孔尺度氧氣擴(kuò)散模型,針對(duì)4種裝配壓力（1.4 MPa,2.8 MPa,4.2 MPa,5.6 MPa）下GDL孔隙內(nèi)的氧氣傳輸過程進(jìn)行了詳細(xì)研究對(duì)比.同時(shí),本文研究了孔隙率、纖維直徑和GDL厚度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)壓縮GDL內(nèi)氧氣傳輸特性的影響.結(jié)果表明:隨著裝配壓力的增大,GDL內(nèi)的最小氧氣濃度值在逐漸減小,同時(shí)流道和脊下氧氣濃度分布均勻性變差;隨著纖維直徑減小、孔隙率增大,在GDL平面方向,壓縮GDL中的氧氣擴(kuò)散能力增加;在GDL厚度方向,流道和脊下的氧氣濃度... 

【文章來源】：天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2020,53(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

GDL微觀結(jié)構(gòu)的數(shù)值模型示意

氧氣擴(kuò)散模型的邊界條件

GDL被壓縮時(shí)的微觀結(jié)構(gòu)如3(a)所示，與之對(duì)應(yīng)的未被壓縮時(shí)的微觀結(jié)構(gòu)如圖3(b)所示．在不均勻壓縮的情況下，脊下部分的GDL被壓縮，孔隙率變��；流道下的GDL在其邊緣略有上翹，孔隙率略有變化，纖維結(jié)構(gòu)整體發(fā)生了較大變化．1.2 氧氣擴(kuò)散模型


本文編號(hào)：3098982