杨乐斌
,
沈杭燕
,
舒康颖
材料导报
膜电极三合一组件(MEA)是质子交换膜燃料电池的核心部分,MEA主要包括质子交换膜、催化剂层、气体扩散层.为了提高电池的性能,各国研究者对MEA的组件材料进行了全面的研究.分别从质子交换膜、催化剂层、气体扩散层3个部分综述了近几年来膜电极组件的研究发展.
关键词:
燃料电池
,
质子交换膜
,
催化剂层
,
气体扩散层
,
膜电极组件
吴睿
,
朱恂
,
廖强
,
王宏
,
丁玉栋
,
李俊
工程热物理学报
本文采用三维孔隙网络模型从孔隙尺度上对质子交换膜燃料电池气体扩散层中水分蒸发的干燥过程进行了模拟,并考虑了阴极流道的影响.计算结果表明毛细力在气体扩散层的干燥过程中起主要作用,气相从阴极流道底部开始,以沿气体扩散层厚度方向侵入为先,直到到达气体扩散层底部,随后气相才向流道肩部水平延伸侵入.蒸发速率随气体扩散层中水饱和度的变化可分为陡降、缓降、持平、再缓降四个阶段.
关键词:
质子交换膜燃料电池
,
气体扩散层
,
干操
,
孔隙网络模型
,
毛细力
陈黎
,
林鸿
,
曹涛锋
,
陶文铨
工程热物理学报
研究了质子交换膜燃料电池（Proton exchange membranefuel cell，PEMFC）中气体扩散层表面微观结构对液态水在气体通道中运动过程的影响；考虑了三种微观结构：碳纤维交叉分布，碳纤维平行于流动方向分布以及碳纤维垂直于流动方向分布。模拟结果表明碳纤维平行于流动方向分布有利于液滴的排出。研究了空气进口速度以及气体扩散层润湿特性对液滴脱落时间的影响。进口速度越大，气体扩散层接触角越大，液滴脱落时间越短，脱落直径小。
关键词:
气体通道
,
气体扩散层
,
表面微观结构
,
液态水
,
脱落时间
,
脱落直径
宋微
,
俞红梅
,
邵志刚
,
衣宝廉
,
林瑾
,
刘娜
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60014-0
通过在不同真空度下进行碳纸的聚四氟乙烯(PTFE)浸渍处理，考察了PTFE在碳纸中的分布对燃料电池水淹情况的影响。碳纸PTFE浸渍过程中，抽真空作用可以将碳纸微孔中存留的空气移除，使PTFE更均匀地扩散到内部微孔中。碳纸的断面电镜照片显示真空浸渍可以改善PTFE的分布。在总浸渍量相同时，由于真空浸渍使更多的PTFE进入到碳纸内部微孔，故其表面的PTFE比例减少。实验进一步考察了碳纸中亲水孔和憎水孔的分布，结果表明真空浸渍处理的碳纸具有更高比例的憎水孔。将不同处理方法的碳纸制备成膜电极，通过全尺寸电池考察其性能，结果表明PTFE的均匀分布可以改善电池性能，并且电化学阻抗分析表明其有利于改善水淹问题。
关键词:
燃料电池
,
气体扩散层
,
憎水性
,
水淹
曹涛锋
,
林鸿
,
何雅玲
,
陶文铨
工程热物理学报
质子交换膜燃料电池（PEMFC）气体扩散层（GDL）具有各向异性属性,常规数值模拟对GDL采取均匀模型,忽略了各向异性传递过程对PEMFC性能的影响。本文发展了一个三维非等温单相模型,在GDL平面内和GDL厚度方向采用不同的传递系数,模拟了各向异性传递系数对PEMFC整体和局部性能的影响。在本文计算条件下,GDL各向异性和均匀模型模拟得到的电池极化曲线几乎完全相同,但电池电流密度分布和温度分布等局部特性存在很大差异。该结果进一步证明了不能单独用极化曲线来验证电池数学模型的正确性。
关键词:
质子交换膜燃料电池
,
数值模拟
,
气体扩散层
,
各向异性
,
传递过程
张敏
,
谢志勇
,
黄启忠
材料导报
以改性酚醛树脂为粘合剂,炭纤维纸为坯体,通过浸渍、模压固化、炭化、石墨化工艺制得质子交换膜燃料电池气体扩散层用炭纸,表征了炭纸的基本性能并与东丽炭纸的相关性能进行了对比.结果表明,自制炭纸的厚度为0.189mm,密度为0.446g/cm3,均与东丽炭纸相近;孔隙率为83%,比东丽炭纸提高18.6%;体电阻率为3.35mΩ·cm,面电阻率为3.86mΩ·cm,分别比东丽炭纸减小了25.9%和39.7%;压差为88.2Pa时透气率达5100mL·mm/(cm2·h·mmAq),比东丽炭纸提高了41.67%;抗拉强度为29.98MPa,比东丽炭纸提高约16.5%;与东丽炭纸相比,自制炭纸的电压输出性能略有下降但不明显.
关键词:
质子交换膜燃料电池
,
气体扩散层
,
炭纸
,
电阻率
,
透气率
,
抗拉强度
