操作参数对质子交换膜燃料电池膜内水热分布的影响

以双蛇形流场为基础,利用流体仿真软件Fluent建立燃料电池三维分布参数模型,采用数值模拟的方法,研究操作参数中进气加湿度和电池工作温度对PEMFC膜内温度分布、膜内含水量分布的影响。研究结果表明：随着PEMFC进气加湿度的增加,膜内温度和膜内含水量均逐渐增大;随着PEMFC工作温度的增加,膜内含水量逐渐减少,膜内温度逐渐增加且膜内温度分布均匀性不断提高。     

PEMFC膜电极制作工艺的研究

提出了新的膜电极结构模式──双网络Ｎａｆｉｏｎ被覆膜电极。该模型的催化剂由具有高气体扩散率的薄层Ｎａｆｉｏｎ被覆Ｐｔ／Ｃ催化剂网络与具有高质子传导率的厚层Ｎａｆｉｏｎ被覆碳黑电解质网络互联套构而成。通过优化ＰＥＭＦＣ膜电极制作工艺条件,制得了活性面积５ｃｍ~２,Ｐｔ载量０．１ｍｇ／ｃｍ~２的双网络膜电极。     

质子交换膜燃料电池平行流场优化

质子交换膜燃料电池平行流场因其较小的压降和较多分支流道会使整个流场中的反应气体流动很不均匀,产生 了较差的流动特性,也会使电池的电化学反应不够充分进而严重影响电池的输出功率,所以需要对平行流场的几何结构 进行优化,从而得到较好的流动特性。文章采用一种基于动量和质量守恒的数值解析法对电池流场结构进行数值优化, 并且优化结果用三维计算流体动力学进行模拟并证明优化是有效的,优化后的流场能够最终消除流场的流动不均匀性 并得到流动均匀的流场,使得电池的整体性能得以提高。     

特种Nafion溶液制备及其在PEMFC中的应用研究

Nafion溶液在燃料电池、电极修饰、电化学分析、电化学催化等领域具有广泛用途。采用特种高沸点溶剂,获得了溶铸性能优良Nafion的溶液。比较溶铸Nafion膜与原始Nafion膜的IR光谱可以看出,Nafion溶液制备方法未对Nafion膜的化学组成与分子结构产生影响,但溶铸膜的分子排列更加规整有序。将该溶液在PEMFC中应用,其性能优于目前的商品水-醇体系Nafion溶液。