《表1 燃料电池内部低温环境下水的存在形式Tab.1 Status of water for PEMFC in cold weather》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《一种质子交换膜燃料电池冷启动分层数值模型》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

如图1所示，燃料电池的基本结构包含阴阳极端板、阴阳极冷却流道、阴阳极流场、阴阳极气体扩散层、阴阳极催化层和质子交换膜.由于具备多孔介质孔隙结构，水以水蒸气、液态水、冰三种形式存在于气体扩散层和催化层的孔隙中.催化层具有传导质子的聚合物，该聚合物和质子交换膜中聚四氟乙烯基质性质相同，所以催化层的聚合物中也存在膜结合水.在燃料电池常温运行下，水在质子交换膜中主要以水合氢离子的形式存在，低温情况下，水分子和氢离子的结合力较小，一部分水分子析出形成膜冻结水.电池启动条件下，由于气体流道中气体的吹扫作用，流道中冰的含量忽略不计.表1列出了燃料电池内部不同组件中水的存在形式.本文建立的一维冷启动分层数值模型对温度和不同形态的水分别建立相应方程，计算域全局进行温度场求解，水蒸气计算域分布在阴阳极催化层、阴阳极气体扩散层和流道，液态水计算域分布在阴阳极催化层和气体扩散层，膜结合水计算域分布在阴阳极催化层和质子交换膜，膜冻结水计算域分布在质子交换膜内.