擴(kuò)散層與催化層對(duì)直接甲醇燃料電池性能影響的數(shù)值研究

摘要：為了考察直接液體甲醇燃料電池(DMFC)中擴(kuò)散層和催化層的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)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(xué)動(dòng)力學(xué)、水動(dòng)力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)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(duì)陽(yáng)極催化層和陰極催化層傳質(zhì)過程引入了團(tuán)聚塊模型進(jìn)行修正，利用此模型，通過自主開發(fā)的計(jì)算程序，計(jì)算了擴(kuò)散層、催化層的厚度和孔隙率對(duì)電池輸出性能及甲醇竄流的影響，計(jì)算結(jié)果表明：相對(duì)于催化層而言，電池性能在更大程度上依賴于擴(kuò)散層的參數(shù)，在不同的電池輸出電流密度下，擴(kuò)散層厚度對(duì)電池輸出性能有不同的影響趨勢(shì)，應(yīng)在考慮其他參數(shù)的基礎(chǔ)上選擇合適的擴(kuò)散層厚度，以獲得較優(yōu)的電池輸出性能，大的孔隙率可減小傳質(zhì)阻力，但在提高電池輸出性能的同時(shí)會(huì)加重甲醇竄流。

關(guān)鍵詞：燃料電池；孔隙率；甲醇竄流

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