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PEMFC阴极扩散层结构特性对水淹影响的数值分析
被引量：
9
1
作者
李英
周勤文
周晓慧
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期1424-1430,共7页
建立质子交换膜燃料电池一维两相传递模型,通过达西定律和菲克定律的联立求解得到扩散层中的液体饱和度和氧气浓度分布。考察扩散层特性参数孔隙率、厚度、接触角、渗透率对阴极水淹的影响,结果表明扩散层表面憎水将有助于液态水移出,...
建立质子交换膜燃料电池一维两相传递模型,通过达西定律和菲克定律的联立求解得到扩散层中的液体饱和度和氧气浓度分布。考察扩散层特性参数孔隙率、厚度、接触角、渗透率对阴极水淹的影响,结果表明扩散层表面憎水将有助于液态水移出,但当达到憎水条件后,增大接触角对液态水传输和氧气传质的影响逐渐变小。憎水条件下孔隙率和厚度对液态水传输的影响不是很明显,但孔隙率增大和扩散层厚度减小均有利于氧气传质,实际应用中孔隙率增大的同时,厚度也要适当增大,极限电流密度相差不大。模型计算结果与文献中不同PTFE含量条件下实验的Tafel斜率和极限电流密度比较,吻合较好。
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关键词
阴极
扩散
层
水淹
液体饱和度
极限电流密度
PEMFC
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职称材料
微流燃料电池空气阴极物质传输孔隙尺度模拟
被引量：
1
2
作者
傅亚陆
张彪
+4 位作者
朱恂
叶丁丁
陈蓉
王昊楠
廖强
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期989-999,共11页
采用格子Boltzmann方法研究了微流燃料电池空气阴极多孔扩散层内多组分物质传输特性。随机重构了扩散层,获得渗透率及有效扩散系数。建立了耦合边界电化学反应的二维模型,研究了过电位、孔隙率对氧气、水蒸气浓度分布及局部反应速率的...
采用格子Boltzmann方法研究了微流燃料电池空气阴极多孔扩散层内多组分物质传输特性。随机重构了扩散层,获得渗透率及有效扩散系数。建立了耦合边界电化学反应的二维模型,研究了过电位、孔隙率对氧气、水蒸气浓度分布及局部反应速率的影响。结果表明,常用的Bruggeman经验关联式会高估氧气有效扩散系数;扩散层孔隙结构对物质传输有重要影响,孔隙率减小使得传质阻力增大,导致局部氧气浓度降低,局部反应速率降低,而水蒸气浓度增大,当孔隙率从0.83降至0.7,催化界面平均氧气浓度从8.472降至8.466 mol·m^-3。
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关键词
微流燃料电池
阴极
扩散
层
孔隙尺度模拟
物质传输
原文传递
CeO_2改性阴极扩散层对DMFC性能的影响
被引量：
1
3
作者
李咏江
王素力
+2 位作者
高妍
姜鲁华
孙公权
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第7期969-973,共5页
在常规的阴极扩散层中引入CeO2纳米粒子,通过扫描电镜(SEM)、接触角测试等表征了该扩散层的形貌、元素组成、亲水/疏水性。采用CeO2掺杂的扩散层组装了直接甲醇燃料电池(DMFC)单体电池并进行了性能测试,结果表明,与传统的阴极扩散层相比...
在常规的阴极扩散层中引入CeO2纳米粒子,通过扫描电镜(SEM)、接触角测试等表征了该扩散层的形貌、元素组成、亲水/疏水性。采用CeO2掺杂的扩散层组装了直接甲醇燃料电池(DMFC)单体电池并进行了性能测试,结果表明,与传统的阴极扩散层相比,该单体电池以2倍化学计量比空气进料,150 mA/cm2电流密度下,放电电压提高了24%。电池极化分析结果表明,该电池性能的改善可能是在低化学计量比空气进料条件下CeO2纳米粒子改善了氧的传质行为。
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关键词
直接甲醇燃料电池
阴极
扩散
层
CEO2
氧气传质
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职称材料
PEMFC插指型流道阴极中气体扩散特性的数值分析
4
作者
刘训良
齐志鹏
+2 位作者
谭雅巍
何雅玲
陶文铨
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2004年第S1期139-142,共4页
本文对PEMFC插指型流道阴极扩散层建立了二维单相的多组分物理数学模型,对PEMFC插指型流道的阴极扩散层中气体的扩散特性及反应行为进行了数值研究,采用有限容积法对模型控制方程进行求解,比较了插指型和平直型流道两类电池的性能曲线,...
本文对PEMFC插指型流道阴极扩散层建立了二维单相的多组分物理数学模型,对PEMFC插指型流道的阴极扩散层中气体的扩散特性及反应行为进行了数值研究,采用有限容积法对模型控制方程进行求解,比较了插指型和平直型流道两类电池的性能曲线,以及两种流道中氧气的组分摩尔浓度和局部电流密度的分布,分析了插指型流道结构参数对电池性能的影响。
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关键词
PEMFC
插指型流道
阴极
扩散
层
数学模型
数值模拟
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职称材料
阴极扩散层结构对空气自呼吸式DMFC性能的影响
5
作者
高妍
孙公权
+2 位作者
王素力
赵钢
刘冲
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第8期687-690,共4页
采用三种碳粉制备了阴极扩散层,对其表面形貌、孔隙率、透水压和透气性进行了表征,并将其应用于空气自呼吸式直接甲醇燃料电池。结果表明,与Vulcan XC-72R和Black Pearls2000碳粉所制备的阴极扩散层相比较,采用Printex XE-2碳粉制备的...
采用三种碳粉制备了阴极扩散层,对其表面形貌、孔隙率、透水压和透气性进行了表征,并将其应用于空气自呼吸式直接甲醇燃料电池。结果表明,与Vulcan XC-72R和Black Pearls2000碳粉所制备的阴极扩散层相比较,采用Printex XE-2碳粉制备的阴极扩散层具有较高的孔隙率和适中的孔径,具有较高的透气性和较低的透水压,有利于阴极气体扩散和水的排出,提高了空气自呼吸式直接甲醇燃料电池的性能和极限电流密度。
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关键词
被动式直接甲醇燃料电池(DMFC)
阴极
扩散
层
孔隙率
透水压
透气性
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职称材料
题名
PEMFC阴极扩散层结构特性对水淹影响的数值分析
被引量：
9
1
作者
李英
周勤文
周晓慧
机构
大连交通大学环境与化学工程学院
出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期1424-1430,共7页
基金
国家自然科学基金项目(20906007)~~
文摘
建立质子交换膜燃料电池一维两相传递模型,通过达西定律和菲克定律的联立求解得到扩散层中的液体饱和度和氧气浓度分布。考察扩散层特性参数孔隙率、厚度、接触角、渗透率对阴极水淹的影响,结果表明扩散层表面憎水将有助于液态水移出,但当达到憎水条件后,增大接触角对液态水传输和氧气传质的影响逐渐变小。憎水条件下孔隙率和厚度对液态水传输的影响不是很明显,但孔隙率增大和扩散层厚度减小均有利于氧气传质,实际应用中孔隙率增大的同时,厚度也要适当增大,极限电流密度相差不大。模型计算结果与文献中不同PTFE含量条件下实验的Tafel斜率和极限电流密度比较,吻合较好。
关键词
阴极
扩散
层
水淹
液体饱和度
极限电流密度
PEMFC
Keywords
cathode GDL
water flooding
liquid water saturation
limiting current density
PEMFC
分类号
TM911.4 [电气工程—电力电子与电力传动]
下载PDF
职称材料
题名
微流燃料电池空气阴极物质传输孔隙尺度模拟
被引量：
1
2
作者
傅亚陆
张彪
朱恂
叶丁丁
陈蓉
王昊楠
廖强
机构
重庆大学低品位能源利用及系统教育部重点实验室
重庆大学工程热物理研究所
出处
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期989-999,共11页
基金
国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究项目(No.51620105011)
国家自然科学基金项目(No.51776026)
重庆市留学人员回国创业创新支持计划创新类(No.cx2017058)。
文摘
采用格子Boltzmann方法研究了微流燃料电池空气阴极多孔扩散层内多组分物质传输特性。随机重构了扩散层,获得渗透率及有效扩散系数。建立了耦合边界电化学反应的二维模型,研究了过电位、孔隙率对氧气、水蒸气浓度分布及局部反应速率的影响。结果表明,常用的Bruggeman经验关联式会高估氧气有效扩散系数;扩散层孔隙结构对物质传输有重要影响,孔隙率减小使得传质阻力增大,导致局部氧气浓度降低,局部反应速率降低,而水蒸气浓度增大,当孔隙率从0.83降至0.7,催化界面平均氧气浓度从8.472降至8.466 mol·m^-3。
关键词
微流燃料电池
阴极
扩散
层
孔隙尺度模拟
物质传输
Keywords
membraneless microfluidic fuel cell
cathode gas diffusion layer
pore-scale modelling
mass transport
分类号
TK123 [动力工程及工程热物理—工程热物理]
原文传递
题名
CeO_2改性阴极扩散层对DMFC性能的影响
被引量：
1
3
作者
李咏江
王素力
高妍
姜鲁华
孙公权
机构
中国科学院大连化学物理研究所
中国科学院研究生院
出处
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第7期969-973,共5页
基金
国家自然科学基金项目(20803073/B0303)
文摘
在常规的阴极扩散层中引入CeO2纳米粒子,通过扫描电镜(SEM)、接触角测试等表征了该扩散层的形貌、元素组成、亲水/疏水性。采用CeO2掺杂的扩散层组装了直接甲醇燃料电池(DMFC)单体电池并进行了性能测试,结果表明,与传统的阴极扩散层相比,该单体电池以2倍化学计量比空气进料,150 mA/cm2电流密度下,放电电压提高了24%。电池极化分析结果表明,该电池性能的改善可能是在低化学计量比空气进料条件下CeO2纳米粒子改善了氧的传质行为。
关键词
直接甲醇燃料电池
阴极
扩散
层
CEO2
氧气传质
Keywords
direct methanol fuel cell
cathode gas diffusion layer
CeO2
oxygen transfer property
分类号
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
PEMFC插指型流道阴极中气体扩散特性的数值分析
4
作者
刘训良
齐志鹏
谭雅巍
何雅玲
陶文铨
机构
动力工程多相流国家重点实验室
出处
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2004年第S1期139-142,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.50236010)
文摘
本文对PEMFC插指型流道阴极扩散层建立了二维单相的多组分物理数学模型,对PEMFC插指型流道的阴极扩散层中气体的扩散特性及反应行为进行了数值研究,采用有限容积法对模型控制方程进行求解,比较了插指型和平直型流道两类电池的性能曲线,以及两种流道中氧气的组分摩尔浓度和局部电流密度的分布,分析了插指型流道结构参数对电池性能的影响。
关键词
PEMFC
插指型流道
阴极
扩散
层
数学模型
数值模拟
Keywords
PEM
interdigitated gas distributor
cathode
modei
numerical simulation
分类号
TM911.4 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
阴极扩散层结构对空气自呼吸式DMFC性能的影响
5
作者
高妍
孙公权
王素力
赵钢
刘冲
机构
中国科学院大连化学物理研究所
中国科学院研究生院
大连理工大学
出处
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第8期687-690,共4页
基金
"863"国家自然科学基金项目(2006AA05Z137)
微纳米技术及系统辽宁省重点实验室和微系统与微制造辽宁省级高校重点实验室开放基金资助(20776139)
文摘
采用三种碳粉制备了阴极扩散层,对其表面形貌、孔隙率、透水压和透气性进行了表征,并将其应用于空气自呼吸式直接甲醇燃料电池。结果表明,与Vulcan XC-72R和Black Pearls2000碳粉所制备的阴极扩散层相比较,采用Printex XE-2碳粉制备的阴极扩散层具有较高的孔隙率和适中的孔径,具有较高的透气性和较低的透水压,有利于阴极气体扩散和水的排出,提高了空气自呼吸式直接甲醇燃料电池的性能和极限电流密度。
关键词
被动式直接甲醇燃料电池(DMFC)
阴极
扩散
层
孔隙率
透水压
透气性
Keywords
DMFC
cathode gas diffusion layers
porosity
water permeation pressure
gas permeability
分类号
TM911.4 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
PEMFC阴极扩散层结构特性对水淹影响的数值分析
李英
周勤文
周晓慧
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
9
下载PDF
职称材料
2
微流燃料电池空气阴极物质传输孔隙尺度模拟
傅亚陆
张彪
朱恂
叶丁丁
陈蓉
王昊楠
廖强
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
1
原文传递
3
CeO_2改性阴极扩散层对DMFC性能的影响
李咏江
王素力
高妍
姜鲁华
孙公权
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2012
1
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职称材料
4
PEMFC插指型流道阴极中气体扩散特性的数值分析
刘训良
齐志鹏
谭雅巍
何雅玲
陶文铨
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2004
0
下载PDF
职称材料
5
阴极扩散层结构对空气自呼吸式DMFC性能的影响
高妍
孙公权
王素力
赵钢
刘冲
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2009
0
下载PDF
职称材料
已选择
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