质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极窄流场的设计和仿真分析
众所周知,燃料电池的功率密度受到两个关键问题的限制,即水淹和反应物分布不均。由于流场对燃料电池中的质量传输起着关键作用,因此迫切需要一种能够改善水管理和增强氧传输的流场设计来解决这些问题。在本研究中,设计了一种窄结构流场,基于多相流三维VOF模型的数值模拟,对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能进行了数值模拟,研究了PEMFC在传统平行流场和窄平行流场的性能特征。研究结果表明,在传统平行流场中引进窄结构能增强反应气体从流道/气体扩散层界面到催化层的扩散,增加了气体流速,并产生更均匀的氧气质量分布。其中,在工作电压为0.6V时,窄平行流场的最大功率密度比常传统平行流场高22.4%。