微细结构相变传递行为及质子交换膜燃料电池动态传质机理研究

项目名称： 微细结构相变传递行为及质子交换膜燃料电池动态传质机理研究

项目编号： No.50976011

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张竹茜

作者单位： 北京交通大学

项目金额： 36万元

中文摘要： 扩散电极微细结构内液态水的传递在质子交换膜燃料电池动态过程中存在复杂的气液两相流动和水的动态变化机制，已有模型多以传统的宏观尺度下的流动、传热、扩散等方程描述，由于对电极微细结构内水的相变传递和两相流机理的不清晰，模型简化不完善，特别是关于微尺度下表面张力的影响考虑的不够，导致理论模型无法准确预测电池启动、负载变化等动态过程中电池内液态水的分布及电极流动受阻现象。本课题力图通过精巧微细可视化实验和理论分析，研究动态传质过程中扩散电极内水的相变机理与液态水的运动特征，建立描述现象的界面液滴模型探讨液滴形成、运动及聚并的行为机理，建立描述多孔电极微细结构的孔隙网络仿真模型，分析微细结构相关描述参数如孔隙尺寸分布、接触角和表面形貌的影响及作用特征，提出动态工况下不同孔隙结构相关描述参数对有效传质系数的影响，形成系统的扩散电极水管理机理认识。

中文关键词： 质子交换膜燃料电池；扩散电极；液滴；动态传质；微尺度

英文摘要：

英文关键词： PEM fuel cell；porous electrode；droplet；transient mechanism；micro-fine scale