《提高聚合物电解质燃料电池驱油性能的亲水气体扩散层水输运研究》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2020-12-28
  • 对于氢基聚合物电解质燃料电池(PEFCs)来说,通过润湿性分布控制气体扩散层(GDLs)中的水输运有助于抑制泛水问题。在本研究中,研究了一种新型亲水-疏水型GDL的水输运特性。首先,我们阐明了在具有微结构的亲水GDL中,水的运动可以通过放大比例模型重现。实验结果表明,在Ca ~ 10−5 ~ 10−3范围内,亲水GDL具有相同的水行为。由于计算负荷与Ca成反比,使用Ca ~ 10−3可使计算负荷减少1/100,比PEFC操作(Ca ~ 10−5)高100倍。最后,采用Ca ~ 10−3进行了模拟,结果表明,接触角为50°的直线区域的GDL对积水的影响最小。

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    • 编译者:pengh
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    • 本研究采用格构玻尔兹曼方法(LBM)研究了聚合物电解质膜(PEM)燃料电池的GDL碳纸中液态水的输送。该随机方法用于GDL碳纸的重建。为了研究液态水的行为,对重建的GDL进行了不同的模拟。从PEM燃料电池的GDL中去除,LBM在本研究中模拟了液态水的动力学。研究了GDL的润湿性对去除过程和液态水分布的影响。此外,还探讨了稳定状态下GDL中液态水的动态特性和饱和过程,以及瞬态模式。研究了表面润湿性对GDL中有效聚类的影响、不同簇的融合以及由手指所形成的循环。同时,研究了混合润湿性对GDL液水动力特性和液水饱和度的影响。结果表明,在GDL中插入亲水层的最佳位置是在GDL - gc界面附近。在这种情况下,液态水达到GDL / GC接口所需的时间比单纯的疏水GDL约降低17%。在稳态饱和水平下,通过插入亲水层也能降低18.7%;因此,在gdl - gc界面附近使用亲水层比增加gdl -纤维接触角更有效。不同的验证研究也报告了模型的准确性。 ——文章发布于2017年12月30日
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    • 编译者:pengh
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    • 在本研究中,通过声化学沉积法证明了铂催化剂在碳纸(气体扩散层)上的直接形成和直接形成。在一个铂前体溶液中有一个碳纸基板的超声辐照,在碳纸表面形成了相互连接的铂颗粒。铂的表面形貌和沉积量是超声参数(功率和时间)和溶液组成的强函数。然后将铂沉积的碳纸直接用作PEMFC的气体扩散电极,而不添加离子。这在单个细胞的加速压力测试中表现出较高的稳定性。在氧化环境中,碳纸上的铂的相互连接的晶粒具有很高的抗溶解性,缺乏碳的支持也增强了对碳氧化的抵抗力。虽然整体性能没有超过商业Pt/C,但这种方法可能是为PEMFCs形成稳定的铂催化剂的一种选择。 ——文章发布于2018年5月7日