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微孔膜对PEM燃料电池性能和阴极质量传递的影响分析

PEMFC，微孔PEM，质量传递，微储水作用

为了探究和改善燃料电池阴极质量传递和性能，本文提出了一种带微孔的质子交换膜，通过建立PEMFC单电池模型，在50^OC条件下进行了数值仿真计算，探究了不同半径和不同间隔微孔质子交换膜对燃料电池性能和阴极质量传递的影响。结果表明，微孔的存在可以起到一定的微储水作用，从而使膜的湿润性增加，进而利于质子传导；同时膜的厚度减下，能够降低其内阻；膜的表面积也大大增大，提高了反应效率。其中，微孔半径对电池性能的影响较大，而间隔对电池性能影响较小。随着微孔半径的增加，膜的储水能力增大，反应效率逐渐增高，产生的电流密度逐渐变大，同时氧气质量分数有所下降。