直接甲醇燃料电池阳极三维模型的研究
本文利用计算流体力学模拟软件,对直接甲醇燃料电池的阳极结构进行了模拟,模型的控制方程耦合了连续性方程、模拟电化学反应的Butler-Volmer方程和动量方程等.模型共分为四个部分:集流板、流体通道、扩散层和催化层.假定DMFC内的燃料为粘性不可压缩流体,其流动符合层流假设,将Navier-Stokes方程组作为四个区域内的基本传输方程.模型考虑了甲醇燃料在多孔介质中的质量传输特性,同时也考虑了生成CO2后流道中气液两相流的流动.通过对模型的求解,得到了不同操作条件下DMFC的工作性能,输出了平均电流密度和电压等参数,发现电池的极限电流密度和功率随燃料入口速度及DMFC内温度的增大而增大,而甲醇浓度在2.5mol/L时最优,这是由于甲醇在高浓度时由阳极向阴极的渗透引起的.不同工作条件下电池开路电压的变化较小.同时也得到了DMFC内部燃料组分及CO2的浓度分布图,为实验及DMFC的深入研究提供了数据参考。
直接甲醇燃料电池 计算流体力学 阳极三维模型 阳极结构 气液两相流
陈莉 刘冲 梁军生 徐征 黎永前
大连理工大学精密与特种加工技术教育部重点实验室,大连,116024 大连理工大学精密与特种加工技术教育部重点实验室,大连,116024;西北工业大学,西安,710025
国内会议
哈尔滨
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660-666
2006-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）