Performance investigation of novel zigzag flow field in PEMFC with metal bipolar plates considering cooling flow channels

压力降 冷却液 阳极 之字形的 机械 质子交换膜燃料电池 阴极 材料科学 流量(数学) 电流(流体) 入口 电流密度 冷却能力 传热 化学 核工程 热力学 电气工程 机械工程 电极 工程类 物理 物理化学 几何学 催化作用 量子力学 生物化学 数学
作者
Shuanyang Zhang,Hongtao Xu,Xiaoping Chen,Shanshan Chen,Quan Yuan,Kangpei Meng
出处
期刊:International Journal of Green Energy [Taylor & Francis]
卷期号:: 1-15 被引量:1
标识
DOI:10.1080/15435075.2024.2448319
摘要

A PEM fuel cell (PEMFC) configuration with a novel zigzag flow field (NZFF) utilizing metal bipolar plates considering cooling flow channels is proposed, aimed at enhancing mass transfer and optimizing heat dissipation. The effects of the number of turns, flow strategies, and operating pressures on the performance of PEMFC equipped with the NFZZ are qualitatively and quantitatively analyzed. The results indicated that compared with the parallel flow field (PFF), with an increase in the number of turns, although accompanied by an increase in the pressure drop, the distribution of the low oxygen concentration areas in the NZFF is more dispersed and the uniformity of oxygen, temperature, and current density distributions are enhanced, and the drainage capacity of PEMFC is also correspondingly improved. In addition, among the different cooling strategies examined, the cross-flow of the coolant (CFC) strategy is found to be the most effective, which reduces the high-temperature area and obtains a more uniform temperature distribution, with the minimum oxygen non-uniformity value of 0.0021 in comparison with the strategies of the same flow direction of the coolant and hydrogen (SCH) and the same flow direction of the coolant and oxygen (SCO). Finally, an increase in operating pressure from 1.0 atm to 2.0 atm results in a gradual increase in the water content within the PEM, while the current density increases from 1.068 A/cm2 to 1.451 A/cm2, an increase of 35.9%. Simultaneously, the reductions in both anode and cathode pressure drops and inlet velocities, and an overall enhancement in net power output.

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
Chne发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
wjy完成签到 ,获得积分10
2秒前
东坡应助拼搏向上采纳,获得10
3秒前
ezio完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
53125发布了新的文献求助10
4秒前
Keran发布了新的文献求助20
4秒前
5秒前
927关闭了927文献求助
5秒前
研友_VZG7GZ应助可爱小猫咪采纳,获得10
5秒前
斯文败类应助景妙海采纳,获得10
7秒前
amireux发布了新的文献求助10
7秒前
传奇3应助明亮的青旋采纳,获得10
7秒前
玄金道人完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
byzcjkyqdlz完成签到,获得积分20
7秒前
DGLD110818完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
111111发布了新的文献求助20
9秒前
bipo完成签到 ,获得积分10
10秒前
soberwind发布了新的文献求助10
11秒前
田様应助小小采纳,获得10
11秒前
zhang发布了新的文献求助10
11秒前
水水加油完成签到 ,获得积分10
11秒前
hjy完成签到,获得积分10
11秒前
共产主义战士应助wise111采纳,获得10
12秒前
领导范儿应助素问采纳,获得10
13秒前
奥小棋完成签到,获得积分20
14秒前
nini发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
Pheonix1998完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
称心思菱完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
星辰大海应助拼搏向上采纳,获得10
18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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Photothermal Science and Techniques 500
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 7724210
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9276953
关于积分的说明 20119462
捐赠科研通 7300758
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3301404
关于科研通互助平台的介绍 2454816
邀请新用户注册赠送积分活动 2309047