进口温湿度对质子交换膜燃料电池输出性能的影响

为研究阴阳极气体进口温度和相对湿度（relative humidity，RH）对质子交换膜燃料电池输出性能的影响，构建了一维非等温的两相模型，并采用团聚体子模型考虑催化层微观结构的影响。结果表明：阴阳极相对湿度相同时，干工况（RHa 50% / RHc 50%）下工作温度对燃料电池输出性能的影响有限；不同工作温度时获得的最高电流密度所对应的RH工况不同，90℃时可在高阳极湿度/低阴极湿度工况（RHa 90% / RHc 50%）下获得最高的电流密度，而70℃适合于在高湿度环境（RHa 90% / RHc90 %）下获得更好的输出性能。然后，基于粒子群算法，优化得出阳极湿度恒为90%、且在低阴极RH 0~50%时，温度越高，获得最大功率密度的阴极湿度越小。工作温度和阴极RH分别控制在90℃和14.6%时可获得最高的功率密度，约为0.88 W/cm²。