擴散層與催化層對直接甲醇燃料電池性能影響的數值研究

摘要：為了考察直接液體甲醇燃料電池(DMFC)中擴散層和催化層的結構參數對電池性能的影響，建立了二維、單相、全電池模型，模型中綜合考慮了電化學動力學、水動力學、化學反應和各種組分傳遞的耦合過程以及甲醇竄流在陰極形成的寄生電流，對陽極催化層和陰極催化層傳質過程引入了團聚塊模型進行修正，利用此模型，通過自主開發的計算程序，計算了擴散層、催化層的厚度和孔隙率對電池輸出性能及甲醇竄流的影響，計算結果表明：相對于催化層而言，電池性能在更大程度上依賴于擴散層的參數，在不同的電池輸出電流密度下，擴散層厚度對電池輸出性能有不同的影響趨勢，應在考慮其他參數的基礎上選擇合適的擴散層厚度，以獲得較優的電池輸出性能，大的孔隙率可減小傳質阻力，但在提高電池輸出性能的同時會加重甲醇竄流。

關鍵詞：燃料電池；孔隙率；甲醇竄流

中圖分類號：TM911.4 文獻標志碼：A 文章編號：0253—987X(2008)07—0925—06