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基于仿生结构流场的质子交换膜燃料电池的性能 被引量:7

Performance of proton exchange membrane fuel cells with bionics flow field structures
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摘要 流场对于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的燃料分布及水管理具有重要影响。该文根据银杏叶叶脉结构在双极板上设计了一种仿生结构流场。采用计算流体动力学商业软件Fluent对其峰值功率密度及内部情况进行了模拟分析。比较了分别采用该仿生流场、平行流场及五蛇流场的PEMFC在峰值功率密度、内部质量传输及电流密度分布等方面的差异,结果表明:采用仿生流场的电池峰值功率密度比平行流场高28.85%,但比五蛇流场低4.36%。由于仿生流场具有更高的气体压力,其内部反应物分布及电流密度分布比平行流场更均匀。 The flow field has a very important effect on the proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)fuel distribution and water management.This study used the structure of ginkgo veins to design a bionic flow field on a bipolar plate.The peak power densities and internal conditions were analyzed using the commercial computional fluid dynamics(CFD)software Fluent.The peak power density,internal mass transfer characteristics and current density distributions of PEMFCs with this bionic flow field,a paralled flow field and a five-snake flow field were compared to show that the bionic flow field increased the peak power density by 28.85%over that of the parallel flow field,which was,however,still 4.36%lower than that of the five-snake flow field.The reactant distribution and the current density in the bionic flow field are better than in the parallel flow field because of the larger pressure.
作者 王泽英 陈涛 张继伟 陈金奇 冯政恒 WANG Zeying;CHEN Tao;ZHANG Jiwei;CHEN Jinqi;FENG Zhengheng(School of Mechanical and Electrical Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China)
出处 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1697-1705,共9页 Journal of Tsinghua University(Science and Technology)
基金 国家自然科学基金面上项目(51975445)。
关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 仿生流场 极化曲线 质量传输 水管理 proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) bionic flow field polarization curve mass transfer water management
  • 相关文献

参考文献6

  • 1焦魁..质子交换膜燃料电池水热管理[M].北京:科学出版社,2020.
  • 2吴明格..燃料电池双极板仿生流场主动排水机理与表面改性研究[D].浙江工业大学,2016:
  • 3李子君,王树博,李微微,朱彤,谢晓峰.波形流道增强质子交换膜燃料电池性能[J].清华大学学报(自然科学版),2021,61(10):1046-1054. 被引量:10
  • 4Aezid-Ul-Hassan Najmi..质子交换膜燃料电池不同流场的实验研究与优化[D].天津大学,2018:
  • 5高攀..PEMFC双极板仿生流场结构水管理的研究[D].武汉理工大学,2014:
  • 6肖勇..基于仿生学与TRIZ理论的PEMFC双极板流场结构设计[D].武汉理工大学,2012:

二级参考文献3

共引文献9

同被引文献32

引证文献7

二级引证文献3

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