质子交换膜燃料电池全电池三维两相模型建立方法

摘要

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池全电池三维两相模型的建立方法，构建的模型包括：整体守恒方程、液态水分布相关守恒方程、电化学反应相关守恒方程、催化层聚合物模型引入、以及守恒方程源项的表达式。根据上述步骤建立相关方程，经过数值求解计算，即可获得催化层中催化剂颗粒体积分数和电解质体积分数下质子交换膜燃料电池中的气体浓度分布、液态水体积分数分布、膜态水分布及电池性能。传统模型大都忽略流道内的液态水或未考虑流道内气液相变影响，本模型在流道中求解液态水饱和度方程，并考虑气液相变过程，得出流道内的液态水分布后，通过对气体动量方程中粘度值的修正体现液态水对流道中气体流动的影响，为进一步研究提供了良好的数据基础。