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
轻松幼南完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
Lucas应助zhizhi采纳,获得10
1秒前
2秒前
小木棉完成签到,获得积分10
2秒前
李健的小迷弟应助Ysk采纳,获得10
2秒前
无语的断缘完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Jasper应助zhou采纳,获得10
2秒前
无限傲旋完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
111发布了新的文献求助10
5秒前
传奇3应助YY采纳,获得10
5秒前
烟花应助花期采纳,获得20
6秒前
暖暖的妈咪完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
林深完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
风中静白完成签到,获得积分20
7秒前
落落落发布了新的文献求助10
7秒前
hahhh7发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
英姑应助hualuo13采纳,获得10
8秒前
lf完成签到,获得积分20
8秒前
落后的冬云完成签到,获得积分10
8秒前
诗谙发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
香蕉觅云应助Jameson采纳,获得10
9秒前
代曼完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Rocky发布了新的文献求助10
11秒前
whale完成签到,获得积分10
11秒前
孙帅发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
anne完成签到,获得积分20
12秒前
高大绝义完成签到,获得积分10
12秒前
善学以致用应助zhanghenhao采纳,获得10
12秒前
852应助研友_8RyzBZ采纳,获得10
13秒前
Ysk发布了新的文献求助10
13秒前
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
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Russian Politics Today: Stability and Fragility (2nd Edition) 500
Death Without End: Korea and the Thanatographics of War 500
Der Gleislage auf der Spur 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6083352
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7913580
关于积分的说明 16368490
捐赠科研通 5218448
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2789925
邀请新用户注册赠送积分活动 1772906
关于科研通互助平台的介绍 1649333