微型燃料电池设计与三维数值模拟分析

以一反应面积2.5 cm 2利用微机电制程蚀刻流场板之微型质子交换膜燃料电池为研究对象，利用CFD-ACE+软件仿真燃料电池电化学反应分析微型燃料电池内部质子交换膜电化学反应分布情形，三维数值仿真电池性能与实验测试数据相互验证。三维模型仿真分析2个不同气体流量电流密度、温度、水和水含量于质子交换膜上的分布情形。结果表明：微型燃料电池内部温度分布受质子交换膜上气态水分布所影响，当操作电压定在0.4 V时，质子交换膜上较低的气体流量会有较佳的电化学反应，因此会有较均匀的电流密度分布，而质子交换膜上水亦较多且均匀分布，产生较低且较均匀的温度分布，仿真结果阐明微型燃料电池内部物理现象。