An Along‐the‐Channel Model for Proton Exchange Membrane Fuel Cells

质子交换膜燃料电池 阳极 阴极 温度梯度 化学 热交换器 对流 机械 材料科学 热力学 电极 气象学 生物化学 物理 物理化学
作者
Jung S. Yi,Trung Van Nguyen
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [Institute of Physics]
卷期号:145 (4): 1149-1159 被引量:383
标识
DOI:10.1149/1.1838431
摘要

An along‐the‐channel model is developed for evaluating the effects of various design and operating parameters on the performance of a proton exchange membrane (PEM) fuel cell. The model, which is based on a previous one, has been extended to include the convective water transport across the membrane by a pressure gradient, temperature distribution in the solid phase along the flow channel, and heat removal by natural convection and coflow and counterflow heat exchangers. Results from the model show that the performance of a PEM fuel cell could be improved by anode humidification and positive differential pressure between the cathode and anode to increase the back transport rate of water across the membrane. Results also show that effective heat removal is necessary for preventing excessive temperature which could lead to local membrane dehydration. For heat removal and distribution, the counterflow heat exchanger is most effective.
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