基于FLUENT不同温度条件下的PEMFC模拟分析

摘要

为了研究高温与常温条件下PEM水含量、氧气和氢气浓度分布的差异性,在基本的燃料电池CFD模型上,根据实验所使用的PEM特性对质子传导率和水扩散率数学模型进行了修正,通过自定义函数UDF方式编入FLUENT软件,对工作温度95℃及75℃、操作压力0.1 MPa、进气相对湿度30%、电流密度800 mA/cm2条件下的50 cm2单电池进行了气流场及电化学模拟计算.研究发现:常温条件下(75 ℃)PEM平均水含量比高温条件下(95℃)高约10%,但均匀性比高温条件下低约5%.高温条件下进出口氧气浓度差异比常温条件下高约10%,而不同温度对氢气在扩散层表面浓度差异影响不大,进出口差异均在3%以内.