燃料电池中含湿超薄多孔介质内热质传递与水分迁移耦合机理研究

项目名称： 燃料电池中含湿超薄多孔介质内热质传递与水分迁移耦合机理研究

项目编号： No.51376058

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 万忠民

作者单位： 湖南理工学院

项目金额： 80万元

中文摘要： 燃料电池具有转化效率高、能量密度大、环境污染小，且不受卡若循环的限制等优点而成为新能源技术领域研究的热点。燃料电池目前面临的一个关键问题是水气耦合传输管理不合理，从而导致电池性能差、可靠性低、寿命短。本项目采用Boltzmann 输运理论并结合分子动力学理论构建燃料电池内微纳尺度下超薄、多层多孔介质模型，研究微纳尺度下具有超薄厚度多孔结构的含湿多孔膜电极内热质传递与水分迁移的耦合传输特性，研究多层多孔介质间固定界面的热质耦合传输特性与动态界面的水气迁移机理，同时研究电拖、反渗透、毛细压差、浓度差及温度对质子交换膜内液态水动态传输与分布影响的内在机理，并对燃料电池性能、传热传质特性以及水气分布规律等进行可视化实验研究。通过本项目的研究可以为高性能、长寿命、高可靠性的燃料电池的优化设计提供理论指导，同时其研究成果对微纳尺度下超薄多孔介质传热与流动的理论和技术的发展均有重要意义。

中文关键词： 燃料电池；多孔介质；水管理；热质传递；水分迁移

英文摘要： Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) has become a research hotspot in the field of new energy technologies due to its high energy conversion efficiency, high power density, and low environment pollution, as well as the disobeyal of Carnot cycle duri

英文关键词： Proton exchange membrane fuel cell；porous media；water management；heat mass transfer；water migration