Low stoichiometry operation of the anode side of a low-temperature proton exchange membrane fuel cell – A modeling study

质子交换膜燃料电池 化学计量学 阳极 相对湿度 入口 露点 材料科学 工作温度 化学 分析化学(期刊) 体积流量 热力学 催化作用 电极 色谱法 物理 物理化学 有机化学 机械工程 工程类
作者
W. Liu,Torsten Berning,Vincenzo Liso
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:52: 1047-1055 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2023.06.288
摘要

A single-channel proton exchange membrane fuel cell model (anode side) based on computational fluid dynamics is used to investigate the possibility of operating a fuel cell at low stoichiometric flow ratios using completely dry inlet hydrogen. A case study of three different stoichiometric flow ratios (ξ = 1.01, ξ = 1.03, ξ = 1.05), three different operating temperatures (343.15 K, 347.15 K, 353.15 K), and three different operating pressures (1 atm, 1.2 atm and 1.5 atm) are presented. It is found that the predicted hydrogen concentration and relative humidity (RH) in the catalyst layer (CL) have opposite trends: the RH in CL decreases with increasing stoichiometric flow ratios, but it reaches 100% at the outlet. While hydrogen concentration in CL increases with increasing stoichiometric flow ratios and the largest difference is at the inlet, with a maximum of 3.6%. The results also suggest that PEM fuel cells may be operated in a stoichiometric flow ratio as low as ξ = 1.01 at the anode side. This cell operation would allow open-ended anode operation without a recirculation system, thus significantly reducing system complexity and cost. The CFD code is disclosed to provide a starting point for more complex model development.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Jason完成签到 ,获得积分10
3秒前
苏逸完成签到,获得积分10
10秒前
炎炎夏无声完成签到 ,获得积分10
10秒前
大模型应助二氧化硒采纳,获得10
14秒前
养鸟的人完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
孤独芷烟完成签到,获得积分10
17秒前
奥雷里亚诺完成签到 ,获得积分10
17秒前
Brave发布了新的文献求助10
18秒前
关关难过关关过完成签到 ,获得积分10
18秒前
浅陌亦汐完成签到,获得积分10
18秒前
zjy147完成签到,获得积分10
18秒前
Wy21完成签到 ,获得积分10
22秒前
Hash应助沐偶采纳,获得10
27秒前
科研通AI6.3应助Brave采纳,获得10
31秒前
科研通AI6.4应助二氧化硒采纳,获得10
31秒前
川絮完成签到,获得积分10
35秒前
杨霄炫完成签到,获得积分10
36秒前
无心完成签到,获得积分10
44秒前
shihuda完成签到,获得积分10
45秒前
布吉岛呀完成签到 ,获得积分10
46秒前
龙在天涯完成签到,获得积分10
48秒前
今后应助二氧化硒采纳,获得10
50秒前
阿达完成签到,获得积分10
52秒前
ty完成签到 ,获得积分10
55秒前
zhuangbaobao完成签到,获得积分10
56秒前
a水爱科研完成签到,获得积分10
59秒前
zjh完成签到,获得积分10
1分钟前
英俊的小懒虫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
瓦洛佳完成签到,获得积分10
1分钟前
cdercder应助清新的绮琴采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
传奇3应助Brave采纳,获得10
1分钟前
苏以禾完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hhhhhhan616完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.4应助山色青采纳,获得10
1分钟前
康心完成签到,获得积分10
1分钟前
小二郎应助二氧化硒采纳,获得10
1分钟前
可爱的函函应助plateauman采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Understanding Acculturation: The Process of Cultural Adjustment as Applied to International Migration 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7370834
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8978435
关于积分的说明 19087446
捐赠科研通 7012872
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3224985
关于科研通互助平台的介绍 2388595
邀请新用户注册赠送积分活动 2205661