质子交换膜燃料电池性能影响因素的数值分析

为研究交指流场质子交换膜燃料电池的输出性能,分析影响其性能的因素,寻找改善其性能的可行措施,探讨了使用交指流场流道的必要性和优越性,建立了包括质子交换膜燃料电池阴极/阳极侧流道、扩散层和催化层以及质子交换膜在内的完整的稳态、三维、两相数学模型.基于计算流体力学方法,用该模型对交指流场质子交换膜燃料电池的全流场进行了统一的数值计算以模拟其输出性能,分析了流场流型、氧化剂种类、反应气体进气速度、质子交换膜厚度和双极板筋宽对质子交换膜燃料电池输出性能的影响,确定了提高质子交换膜燃料电池输出性能的一些方法.将理论模型的模拟计算结果与实验结果进行比较,两者较为吻合.     

千瓦级熔融碳酸盐燃料电池的实验研究

研制了千瓦级熔融碳酸盐燃料电池.该电池以多孔陶瓷板材料γ-LiAlO_2作为电解质支持体,其厚度为0.8 mm,孔径分布0.1～0.8μm,孔隙率 50％;阴极采用多孔Ni板,厚度为 0.8 mm,平均孔径为12μm,孔隙率55％;阳极采用多孔Ni板,厚度为 0.8 mm,平均孔径为8μm,孔隙率50％,千瓦级电堆由24cm×14cm的30个单体电池组成,电池内部采用顺流型气道.该电堆最大电压达到 34 V,最大输出功率为 1.1kW.     

基于计算流体力学的熔融碳酸盐燃料电池输出性能数值模拟

对熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的连续、动量、能量方程以及电压、电化学方程进行了数学描述，采用计算流体力学(CFD)方法，对MCFC的输出性能进行数值模拟，计算结果包括电池温度、电流密度以及功率密度分布等重要参数．并将理论模型的计算结果与kW级的MCFC温度分布实验数据进行比较，两者符合很好，证明所提数学模型具有较高的可靠性．