Three-dimensional multi-phase simulation of different flow fields with cooling channel in proton exchange membrane fuel cell

质子交换膜燃料电池 阴极 机械 阳极 材料科学 压力降 流量(数学) 计算流体力学 传热 水冷 功率密度 热力学 化学 电极 功率(物理) 物理 生物化学 物理化学
作者
Yong Zhang,Shanying He,Xiaohui Jiang,Xiong Mu,Ye Yuntao,Xi Yang
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:47 (89): 37929-37944 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2022.08.286
摘要

The overall performance of PEMFC (proton exchange membrane fuel cell) is affected by the flow field structure, especially the cathode flow field design can effectively solve the uneven distribution of gas concentration in the traditional flow channel and the cathode flooding phenomenon. In order to solve the above problems, a PEMFC single cell model with waveform staggered flow field of cooling flow field and small cathode channel was established in this study. Three-dimensional (3D) multi-phase CFD (computational fluid dynamics) simulation method is used to compare with gas concentration, liquid water distribution, pressure drop, and net power density of three different cases, and the influence of different cooling velocity on the temperature of cooling flow field is considered. The results show that the overall performance of the proposed flow field is the best, in which the maximum current density is 1.391 A⋅cm−2 and increases by 14.9%. The cathode and anode waveform staggered flow field makes the proton exchange membrane (PEM) water distribution more uniform, at the same time, the small size of the cathode flow channel facilitates the discharge of heat, and the convective heat transfer effect is enhanced. The electrochemical reaction rate is fast, which accelerates the temperature reduction in the fuel cell under the action of the cooling flow field, and the temperature uniformity of the cooling flow field is better. In addition, net power density is improved by 39.7%, and the output performance is significantly improved.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
芝士椰果完成签到,获得积分10
1秒前
Lendar完成签到 ,获得积分10
1秒前
大方小松完成签到,获得积分10
1秒前
hero_ljw完成签到,获得积分10
2秒前
高大莺完成签到 ,获得积分10
2秒前
yy完成签到,获得积分10
2秒前
无望完成签到,获得积分10
3秒前
wll1091完成签到 ,获得积分10
3秒前
微笑寒烟完成签到 ,获得积分10
3秒前
零渊完成签到,获得积分10
5秒前
EKo完成签到,获得积分10
5秒前
慕容铭完成签到,获得积分10
6秒前
若安在完成签到,获得积分10
6秒前
YifanWang应助夜宵采纳,获得30
7秒前
蜗牛星星完成签到,获得积分20
7秒前
健壮的凝冬完成签到 ,获得积分10
7秒前
小怪完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助李小鑫吖采纳,获得10
7秒前
7秒前
科目三应助553599712采纳,获得10
7秒前
妙奇完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
cencen完成签到 ,获得积分10
8秒前
wanci应助fuyg采纳,获得10
8秒前
8秒前
落后的听双完成签到 ,获得积分10
9秒前
李雯完成签到,获得积分10
9秒前
zhang完成签到,获得积分10
9秒前
lfjh完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
嘀嘀菇菇完成签到 ,获得积分10
10秒前
雨墨完成签到,获得积分10
10秒前
健壮的思枫完成签到,获得积分10
11秒前
Leung完成签到,获得积分10
11秒前
不安的松完成签到 ,获得积分10
11秒前
Elva发布了新的文献求助10
11秒前
ming完成签到 ,获得积分10
11秒前
拼搏尔风完成签到,获得积分10
12秒前
小月完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Atlas of Interventional Pain Management 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4009004
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3548719
关于积分的说明 11299835
捐赠科研通 3283284
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810333
邀请新用户注册赠送积分活动 886115
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811259