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过冷水对质子交换膜燃料电池零下启动能力与特性的影响 预览
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作者 黄福森 汪尚尚 +2 位作者 李哲 彭杰 张剑波 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2019年第1期82-87,共6页
为了寻找有效的质子交换膜燃料电池(PEMFC)零下启动策略以及探究利用过冷水移动提升零下启动能力的可行性,对PEMFC内过冷水的移动和结冰特征进行了研究。对其零下启动储水容量、零下启动能力进行了估算,实验测量了启动过程累计产水量。... 为了寻找有效的质子交换膜燃料电池(PEMFC)零下启动策略以及探究利用过冷水移动提升零下启动能力的可行性,对PEMFC内过冷水的移动和结冰特征进行了研究。对其零下启动储水容量、零下启动能力进行了估算,实验测量了启动过程累计产水量。结果表明:在–10℃及–20℃启动时,过冷水移动可扩展PEMFC零下启动储水空间、提升零下启动能力;降低零下启动电流密度、提高启动温度、减小单池活性面积均可延缓过冷水结冰的发生、延长单池存活时间。但过冷水的存在会导致零下启动随机特征的出现,影响过冷水利用的稳定性。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 零下启动 过冷水 随机性
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PEMFC氢泵方法低温启动 预览
2
作者 裴昱 孙树成 +1 位作者 俞红梅 徐洪峰 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第5期812-814,共3页
利用氢泵方法对质子交换膜燃料电池(PEMFC)在0℃以下进行低温启动实验,实现燃料电池短堆在-30℃低温启动。通过获得的极化曲线或时间温度曲线分析环境温度对于氢泵启动的影响和氢泵强度对于电池启动速度的影响,比较电池在20次启动前后... 利用氢泵方法对质子交换膜燃料电池(PEMFC)在0℃以下进行低温启动实验,实现燃料电池短堆在-30℃低温启动。通过获得的极化曲线或时间温度曲线分析环境温度对于氢泵启动的影响和氢泵强度对于电池启动速度的影响,比较电池在20次启动前后性能的变化。数据表明:不同启动电流密度与低温启动的速度成正比;适宜空气量计量比利于快速启动;氢泵方法低温启动后电池的性能有所提升。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 0℃以下的环境 氢泵方法低温启动
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氧气替代空气的PEMFC输出特性 预览
3
作者 杨绿 陈果 +1 位作者 何峰 谢庄佑 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期98-100,共3页
建立氧气替代空气的质子交换膜燃料电池(PEMFC)数学模型,借助Matlab/Simulink平台,对电池在两种条件下的输出特性进行仿真。以自制PEMFC单体电池为对象,验证仿真结果,发现仿真结果与实验结果吻合。氧气替代空气提升输出性能的原因在于:... 建立氧气替代空气的质子交换膜燃料电池(PEMFC)数学模型,借助Matlab/Simulink平台,对电池在两种条件下的输出特性进行仿真。以自制PEMFC单体电池为对象,验证仿真结果,发现仿真结果与实验结果吻合。氧气替代空气提升输出性能的原因在于:氧气浓度的增加使热力学电动势增加、活化过电压降低、浓差过电压减少。活化过电压的作用大于热力学电动势,浓差过电压在电流密度较低时影响很小,但随着电流密度的增加,影响会呈现指数性增长。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 氧气替代空气 性能 仿真分析
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PEMFC燃料饥饿控制策略综述 预览
4
作者 陈旭 胡广地 +1 位作者 邓宇翔 李雨生 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期163-167,共5页
对防止质子交换膜燃料电池(PEMFC)燃料饥饿的控制策略进行综述,分析传统的比例积分微分的前馈反馈控制、自适应控制、模型预测控制、神经网络控制、模糊逻辑控制和复合控制等。对各控制策略进行比较及总结,对燃料饥饿问题的解决方式进... 对防止质子交换膜燃料电池(PEMFC)燃料饥饿的控制策略进行综述,分析传统的比例积分微分的前馈反馈控制、自适应控制、模型预测控制、神经网络控制、模糊逻辑控制和复合控制等。对各控制策略进行比较及总结,对燃料饥饿问题的解决方式进行展望。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 燃料饥饿 控制策略 综述
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PEMFC非金属催化剂的研究进展 预览
5
作者 康启平 张国强 +1 位作者 张志芸 刘艳秋 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期76-78,共3页
综述近几年质子交换膜燃料电池(PEMFC)非金属催化剂的研究进展,主要包括N、B、P、S等单一原子掺杂碳材料和多元掺杂凌材料。概述非金属催化剂面临的困难及发展方向。
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 非金属催化剂 氧还原反应(ORR) 氮掺杂碳催化剂
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PEMFC气体扩散层变形对流道内水传输的影响 预览
6
作者 易伟 陈涛 +1 位作者 刘士华 陈见 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第4期580-582,621共4页
建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)流道内气体扩散层(GDL)表面的微型凹槽模型,考虑到GDL表面微型凹槽处疏水涂层的脱落,将微型凹槽内的壁面当作亲水性壁面处理,运用FLUENT软件中的VolumeofFluid(VOF)模型模拟PEMFC处于工况下流道内液态... 建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)流道内气体扩散层(GDL)表面的微型凹槽模型,考虑到GDL表面微型凹槽处疏水涂层的脱落,将微型凹槽内的壁面当作亲水性壁面处理,运用FLUENT软件中的VolumeofFluid(VOF)模型模拟PEMFC处于工况下流道内液态水的传输现象,得出了在GDL表面的亲水性微型凹槽会阻碍流道内液态水的传输及排出的结论,并通过对比三组不同空气流速下流道内液态水的体积分数,分析了空气流速对流道内水传输的影响,对于正确认识PEMFC流道内的水传输现象和提高PEMFC的水管理性能具有重要意义。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 气体扩散层(GDL) VolumeofFluid(VOF) 水管理
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高电流密度下PEMFC阴极流场结构优化 预览
7
作者 蔡永华 朱宇烽 方舟 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期8-12,共5页
针对高电流密度质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作特性,建止二维阴极强化传质流道模型,研究强化传质堵块的高度和形状对电池传质性能的影响,通过有效传质系数(EMTC)评价了流道性能,并用三维模型进行验证。EMTC可用来评价流道和电池的性能... 针对高电流密度质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作特性,建止二维阴极强化传质流道模型,研究强化传质堵块的高度和形状对电池传质性能的影响,通过有效传质系数(EMTC)评价了流道性能,并用三维模型进行验证。EMTC可用来评价流道和电池的性能;强化传质堵块高度占流道高度的70%、堵块形状为1/4圆时,流道传质性能最好,电池性能最优。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 阴极流场 强化传质 优化 有效传质系数(EMTC)
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燃料电池冷却方法及热管理控制策略进展 预览
8
作者 张宝斌 刘佳鑫 +1 位作者 李建功 谢世满 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期158-162,共5页
对燃料电池冷却方法及热管理控制策略研究现状进行综述。介绍质子交换膜燃料电池(PEMFC)热量的产生及平衡,重点概述PEMFC液体冷却、相变冷却和空气冷却等3种冷却方法,以及比例-积分-微分控制、预测控制、自适应控制和模糊控制等热管理... 对燃料电池冷却方法及热管理控制策略研究现状进行综述。介绍质子交换膜燃料电池(PEMFC)热量的产生及平衡,重点概述PEMFC液体冷却、相变冷却和空气冷却等3种冷却方法,以及比例-积分-微分控制、预测控制、自适应控制和模糊控制等热管理控制策略。在此基础上,明确燃料电池热管理控制策略的发展趋势。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 冷却方法 热管理 控制策略
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质子交换膜燃料电池阳极相对湿度对压力降影响的渐近分析 预览
9
作者 刘永峰 白世杰 +2 位作者 裴普成 姚圣卓 金涛涛 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2019年第1期95-100,共6页
阐述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极相对湿度和阳极压力降之间的关系。根据PEMFC实际尺寸,运用气体摩尔比与局部压力比相同的原理,考虑了阳极水蒸气的摩尔流率和质子交换膜的水通率对阳极压力降的影响,建立了阳极相对湿度–压力降(RH... 阐述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极相对湿度和阳极压力降之间的关系。根据PEMFC实际尺寸,运用气体摩尔比与局部压力比相同的原理,考虑了阳极水蒸气的摩尔流率和质子交换膜的水通率对阳极压力降的影响,建立了阳极相对湿度–压力降(RHPD)模型,并通过自定义函数将其导入软件FLUENT中进行仿真。在PEMFC工作温度为60℃、阴极相对湿度为25%、阳极相对湿度25%~75%的工况下进行试验并与仿真结果比较,进行渐进分析。结果表明:阳极压力降随着阳极相对湿度的增加而减小;当阴极和阳极相对湿度分别为25%和75%,相变阶段时间为70 s时,仿真值和试验值相对误差最小值为0.19%。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 阳极压力降 相对湿度 渐进分析
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开路电压工况下燃料电池膜电极耐久性研究 预览
10
作者 黄豪 杨座国 +4 位作者 王亚蒙 胡鸣若 倪蕾蕾 曾乐才 季文姣 《华东理工大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第5期638-643,共6页
采用开路电压(OCV)工况研究了质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极的耐久性,在OCV工况运行过程中,定期地通过极化曲线、电化学交流阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、短路电阻测试等在线测试方法对膜电极性能进行分析。当OCV工况运行结束... 采用开路电压(OCV)工况研究了质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极的耐久性,在OCV工况运行过程中,定期地通过极化曲线、电化学交流阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、短路电阻测试等在线测试方法对膜电极性能进行分析。当OCV工况运行结束后,采用扫描电镜(SEM)、离子色谱对质子交换膜(PEM)厚度和阴、阳极废水进行分析。结果表明,在OCV工况下运行115h后,PEMFC的开路电压由1.013V下降到0.794V,最大功率密度由538.8mW/cm2下降到196mW/cm2;在线电化学测试结果表明,欧姆电阻先减小后增大,氢气渗透通量逐渐增大,短路电阻逐渐减小;离子色谱测试结果表明,阴极和阳极废水中都存在氟离子;SEM表征发现,PEM厚度减小;在OCV工况下,PEM发生了衰减,从而导致PEMFC开路电压下降和性能衰减。研究结果表明PEM是影响膜电极耐久性的重要因素。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 电极 开路电压(OCV)工况 耐久性 加速测试
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低温工况下燃料电池性能衰减及策略优化 预览
11
作者 林瑞 蒋正华 +1 位作者 任应时 石文 《同济大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第5期658-666,共9页
利用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安(CV)及分区测试技术等表征手段,从不同角度对质子交换膜燃料电池(PEMFC)在低温(〈0℃)存储和启动工况下的性能衰减进行研究.结果表明:停机过程无气体吹扫的情况下,冻结/解冻循环导致... 利用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安(CV)及分区测试技术等表征手段,从不同角度对质子交换膜燃料电池(PEMFC)在低温(〈0℃)存储和启动工况下的性能衰减进行研究.结果表明:停机过程无气体吹扫的情况下,冻结/解冻循环导致PEMFC极化阻抗增加,电流密度衰减,催化剂电化学活性面积(ECSA)减少,以及分区电流密度分布均匀性下降,直接影响了PEMFC耐久性;基于优化的二次吹扫策略,可在更少吹扫气体用量下,增强吹扫除水效果;通过水浴加热辅助,在340s内成功实现单电池-30℃低温冷启动. 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 冷启动 电流密度分布 性能衰减 策略优化
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氧气替代空气对PEMFC电堆性能的影响 预览
12
作者 张秀华 白强 +1 位作者 姚宏 溥江 《电池》 CSCD 北大核心 2018年第2期88-89,共2页
采用纯氧代替空气,研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能提升的幅度。电池工作后采用氮气冲洗,来避免氧气的氧化伤害。在100%加湿、测试温度从50℃变化到60℃的条件下,与使用空气相比,使用氧气的电堆(1.2V、10A,总反应面积为25c... 采用纯氧代替空气,研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能提升的幅度。电池工作后采用氮气冲洗,来避免氧气的氧化伤害。在100%加湿、测试温度从50℃变化到60℃的条件下,与使用空气相比,使用氧气的电堆(1.2V、10A,总反应面积为25cm^2)在1.2V时的功率从12.4W提高到25.6W,性能提升了106.5%。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 空气 氧气 性能
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空冷型PEMFC阳极排气方法实验研究 预览 被引量:1
13
作者 朱晓舟 陈民武 +2 位作者 刘湘东 赵航飞 韩明 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2018年第1期118-122,共5页
针对固定周期排气和安时积分排气两种阳极排气方法,对自制的空冷型质子交换膜燃料电池( PEMFC ) 进行实验研究.在高负载情况下研究了不同目标安时积分值对电堆输出稳定性的影响,并确定了最佳目标安时 积分值为100 As.在变负载情况下... 针对固定周期排气和安时积分排气两种阳极排气方法,对自制的空冷型质子交换膜燃料电池( PEMFC ) 进行实验研究.在高负载情况下研究了不同目标安时积分值对电堆输出稳定性的影响,并确定了最佳目标安时 积分值为100 As.在变负载情况下对两种排气方法的电堆输出性能和氢气消耗量进行了探究.相较于固定周期 排气,安时积分排气在保证电堆良好输出性能的同时,大幅降低了氢气消耗达30%. 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 阳极排气 安时积分 输出性能 氢气消耗量
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PEMFC不同流道蛇形流场的三维建模仿真 预览
14
作者 赵康 赵志军 程骁 《电池》 CSCD 北大核心 2018年第5期318-321,共4页
基于COMSOL Multiphysics软件对质子交换膜燃料电池阴极二流道和三流道蛇形流场进行三维建模仿真,研究压力、氧浓度和电流密度等参数的分布。在流量为10 L/min、电压为0.4V和有效面积为4. 5 cm~2的条件下,二流道和三流道的进出口压差分... 基于COMSOL Multiphysics软件对质子交换膜燃料电池阴极二流道和三流道蛇形流场进行三维建模仿真,研究压力、氧浓度和电流密度等参数的分布。在流量为10 L/min、电压为0.4V和有效面积为4. 5 cm~2的条件下,二流道和三流道的进出口压差分别为357 Pa和225 Pa,出口氧浓度分别为1. 7 mol/m~3和1. 42 mol/m~3,最大电流密度均为11 200 A/m~2。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) COMSOL 蛇形流场 三维建模仿真
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测试方法对PEMFC膜电极耐久性的影响 预览
15
作者 王志昌 李赏 +2 位作者 刘畅 郭伟 潘牧 《电源技术》 CSCD 北大核心 2018年第11期1685-1689,共5页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)的耐久性差阻碍了其商业化应用,耐久性的快速评价成为了研究热点。比较了变载循环法和循环伏安法两种测试方法对PEMFC膜电极耐久性的影响。研究了变载循环法测试过程中的变载速度和加湿度对膜电极寿命的影... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)的耐久性差阻碍了其商业化应用,耐久性的快速评价成为了研究热点。比较了变载循环法和循环伏安法两种测试方法对PEMFC膜电极耐久性的影响。研究了变载循环法测试过程中的变载速度和加湿度对膜电极寿命的影响。结果表明,加湿度70%/70%、变载速度66.67 m A/(cm2·s)时,320个变载循环后,800 m A/cm2时,电压下降6.17%。循环伏安法能引起电池性能更大幅度的衰减,相同测试时间后,800 m A/cm2时,电压下降23.30%。循环伏安法中1.0 V以上的高电压引起的碳腐蚀是电池性能加速衰减的主要原因。在相同的加湿条件下,电池电压的衰减随着变载速度的增大而增大。在相同的变载速度下,加湿度低至25%/25%时,电池的衰减增大。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 耐久性 变载循环 循环伏安 碳腐蚀
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基于LabVIEW的PEMFC单电池电压巡检系统设计 预览
16
作者 朱晓舟 陈民武 +2 位作者 刘湘东 赵航飞 韩明 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2018年第1期123-127,共5页
本文设计了一套基于数据采集硬件模块和LabVIEW软件模块的质子交换膜燃料电池( PEMFC) 单电 池电压巡检系统.该系统实现了对单电池电压数据的实时检测、显示及存储,准确度高,抗干扰能力强,有效 保障了 PEMFC电堆的稳定运行.以实验室... 本文设计了一套基于数据采集硬件模块和LabVIEW软件模块的质子交换膜燃料电池( PEMFC) 单电 池电压巡检系统.该系统实现了对单电池电压数据的实时检测、显示及存储,准确度高,抗干扰能力强,有效 保障了 PEMFC电堆的稳定运行.以实验室自制的阴极开放式PEMFC为实验平台,证明了本系统良好的测试精 度与稳定性. 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 电池电压巡检系统 数据采集 LABVIEW
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质子交换膜燃料电池热管理技术的进展 预览 被引量:1
17
作者 刘波 赵锋 李骁 《电池》 CSCD 北大核心 2018年第3期202-205,共4页
介绍质子交换膜燃料电池(PEMFC)的产热特性,提出进行有效热管理重点关注反应区域最高温度和温度分布均匀性等指标。总结2种单相冷却方式和4种相变冷却方式的特点和进展。空气冷却和液体冷却方式存在温度分布不均,影响电池性能;蒸... 介绍质子交换膜燃料电池(PEMFC)的产热特性,提出进行有效热管理重点关注反应区域最高温度和温度分布均匀性等指标。总结2种单相冷却方式和4种相变冷却方式的特点和进展。空气冷却和液体冷却方式存在温度分布不均,影响电池性能;蒸发冷却、流动沸腾冷却和热管散热等基于相变的冷却技术可提升电池的性能与功率密度,现处在研发初期。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 热管理 温度分布 单相冷却 相变冷却
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军用便携式燃料电池技术发展 预览 被引量:1
18
作者 明海 邱景义 +1 位作者 祝夏雨 曹高萍 《电池》 CSCD 北大核心 2017年第6期362-365,共4页
简述直接甲醇燃料电池(DMFC)、重整甲醇燃料电池(RMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜电池(PEMFC)在军用便携式电源中的研究进展,如优点(高比能量、静音和可靠性等)及面临的问题(催化剂稳定性、燃料转换效率和环境... 简述直接甲醇燃料电池(DMFC)、重整甲醇燃料电池(RMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜电池(PEMFC)在军用便携式电源中的研究进展,如优点(高比能量、静音和可靠性等)及面临的问题(催化剂稳定性、燃料转换效率和环境适应性等),并对发展前景进行展望。 展开更多
关键词 便携式电源 直接甲醇燃料电池(DMFC) 重整甲醇燃料电池(RMFC) 固体氧化物燃料电池(SOFC) 质子交换燃料电池(PEMFC)
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一种考虑催化层结构参数的PEMFC气相模型 预览
19
作者 杜新 王路路 +1 位作者 王金龙 吴利荣 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期389-391,共3页
质子交换膜燃料电池的结构设计对燃料电池车的开发具有重要意义。目前的电池模型通常把催化层简化成一层薄膜,作为边界条件使用,无法分析催化层结构对电池性能的影响。建立了考虑催化层结构参数的一维气相模型,通过有限元法研究电池内... 质子交换膜燃料电池的结构设计对燃料电池车的开发具有重要意义。目前的电池模型通常把催化层简化成一层薄膜,作为边界条件使用,无法分析催化层结构对电池性能的影响。建立了考虑催化层结构参数的一维气相模型,通过有限元法研究电池内部的流场和电场分布。仿真结果和实验符合良好。分析指出扩散层的孔隙率对电池性能影响较大,应高于0.3,催化层的孔隙率对电池性能影响较小。在催化剂载量不变的情况下,催化层厚度应为10~20 mm。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 催化层 孔隙率 建模
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装配压力对PEMFC气体扩散层影响的研究 预览 被引量:1
20
作者 吉辰 胡桂林 《浙江科技学院学报》 CAS 2017年第1期11-16,23共7页
在质子交换膜燃料电池(PEMFC)装配过程中,为得到最佳装配压力以提高燃料电池性能,延长使用寿命,建立基于有限元分析法(ANSYS)的三维单通道质子交换膜燃料电池模型。通过此模型研究燃料电池模型在不同装配压力下的气体扩散层形变和... 在质子交换膜燃料电池(PEMFC)装配过程中,为得到最佳装配压力以提高燃料电池性能,延长使用寿命,建立基于有限元分析法(ANSYS)的三维单通道质子交换膜燃料电池模型。通过此模型研究燃料电池模型在不同装配压力下的气体扩散层形变和应力分布情况,并模拟出气体扩散层顶部变形曲线。分析不同装配压力对气体扩散层形变量及孔隙率的影响,同时,结合气体扩散层形变后不同位置孔隙率的变化,得出最佳装配压力范围为1.5~2.0MPa。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 气体扩散层 装配压力 数值模拟
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