阴极流场设计对空气自然对流小型质子交换膜燃料电池性能的影响

空气自然对流的小型燃料电池不同于强制对流下工作的燃料电池，阴极反应气来源于空气的自然对流.由于这一自然对流的特性，电池内部的质量、能量、动量以及电化学反应方程存在着极强的耦合关系.从水、热管理的角度，考虑了电池内部的流动、电化学反应、热和质量的传输，以及它们之间的相互关系，建立了空气自然对流下的质子交换膜燃料电池的二维数学模型.针对不同的阴极流道宽度和间隔宽度，对温度、流动速率、分压以及电化学性能参数等进行了计算，分析了这些参数之间的相互影响.有助于理解电池内部现象之间的相互关系，对燃料电池双极板和电池结构设计有指导意义.