质子膜燃料电池(PEMFC)多孔电极极化的两尺度分析

摘要

针对PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)多孔电极微结构的特征,提出一个分析该多孔电极极化的两尺度新方法,建立了能够同时在团簇微观和电极宏观两尺度上描述多孔电极内反应和传质、传荷耦联过程的理论模型.该两尺度模型方程为一非线性二阶微分方程组,给出了求解该数模的ADM(Adomian Decomposition Method)与有限差分(Newman(s BAND(J))相结合的便捷方法.还给出了氢PEMFC多孔阴极极化的计算实例,与传统的电极单尺度模型相比,包含微团尺度传质影响的两尺度模型预测值与极化实验数据能更好相符.提出的两尺度新方法也可被相似的多相催化反应系统理论分析所借鉴.