PEMFC边框密封结构的仿真与优化

质子交换膜燃料电池的边框一般通过黏结剂黏接在质子交换膜上,在保护质子交换膜的同时,还起到密封作用。燃料电池长期工作在复杂的环境下,边框和黏结剂的性能均会发生疲劳衰减,导致被剥离或破坏,进而影响燃料电池的气密性。
因此,以边框和黏结剂的搭接试件为对象,结合内聚力模型和有限元软件设计了多种边框结构,研究了新结构对黏结性能的影响。结果表明：在低弹性模量的边框表面做三角形或梯形的凸形结构,将有效提升黏结结构的分离位移,但对于高弹性模量的边框,新结构反而会降低黏结性能;此外,优化结构的尺寸、形状对搭接模型黏结性能也有影响,当凸三角形底边长为1.5 mm时,搭接模型有最好的黏结性能。