PEMFC带沟槽气体扩散层内传输特性孔隙网络模拟

摘要

cqvip:采用三维孔隙网络模型计算了不同沟槽参数下气体扩散层(GDL)的液态水突破压力、毛细压力分布、气体扩散率和液相相对渗透率随饱和度变化,并从孔隙尺度角度探究了沟槽的作用机制。研究结果表明:沟槽改变了GDL的毛细压力分布,提供了液态水直接传输路径并优化了GDL内氧气和液态水的分布,从而提高了氧气有效扩散率。沟槽位置对氧气传输有明显影响,对液相传输的影响取决于是否形成贯穿GDL的传输路径;沟槽加深,氧气和液态水传输性能增强,沟槽穿透GDL时传输性能达到最佳;沟槽变宽,液相传输性能增强,氧气传输性能在低饱和度范围内先增强后减弱。综合各因素,给出了氧气和液态水传输性能最优时的沟槽参数。