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更新時(shí)間：2025.04.13
微型自吸氧直接甲醇燃料電池的陽極極板設(shè)計(jì)研究

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在體積微型化條件下,極板流場圖形的設(shè)計(jì)對(duì)燃料電池的性能優(yōu)化,尤其是提高面積比功率,具有極其重要的意義.本文設(shè)計(jì)了不同溝道和溝脊寬度的陽極極板,測(cè)試了相應(yīng)微型自吸氧燃料電池的性能變化.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在溝脊寬度小于溝道寬度的條件下,增加溝道或溝脊寬度都能改善微型燃料電池的性能,但改善幅度隨寬度增加而趨緩.當(dāng)溝道和溝脊寬度等比例變化時(shí),性能隨寬度的增加的最優(yōu)值為600μm,其性能達(dá)到了2.87mW/cm2,優(yōu)于溝道和溝脊均為400μm和800μm的燃料電池的性能.

直接甲醇燃料電池雙極板冷卻通道的熱設(shè)計(jì)

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將單個(gè)直接甲醇燃料電池的固體骨架看成開口系統(tǒng) ,燃料電池穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的熱負(fù)荷由陽極反應(yīng)、陰極反應(yīng)和甲醇直接氧化反應(yīng)產(chǎn)生的 3部分熱量組成 ,利用熱力學(xué)原理將其計(jì)算 .在雙極板上設(shè)置平行的冷卻通道 ,將電池電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量及時(shí)排出 ,有利于燃料電池的穩(wěn)定運(yùn)行 .根據(jù)燃料電池中燃料、氧化劑的流向和冷卻通道內(nèi)冷卻水流向的不同 ,冷卻水和壁面的換熱分別在恒熱流密度和恒壁溫?zé)徇吔鐥l件下進(jìn)行 .計(jì)算了 2種情況下冷卻通道壁面的溫度和換熱系數(shù) .結(jié)果表明 ,前者的換熱效果要比后者好 ,但是 ,后者保證了工作層面具有恒定的溫度 ,更有利于直接甲醇燃料電池的穩(wěn)定運(yùn)行

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