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直接甲醇燃料电池反应和组分传递的模型计算
引用本文:苗政,何雅玲,李相霖,李小跃.直接甲醇燃料电池反应和组分传递的模型计算[J].工程热物理学报,2008,29(11).
作者姓名:苗政  何雅玲  李相霖  李小跃
作者单位:西安交通大学,能源与动力工程学院,动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049
基金项目:国家自然科学基金  
摘    要:本文建立了直接甲醇燃料电池的二维、单相数学模型来研究电池内各种场的分布情况.模型中考虑了与电化学反应相伴随的、与流体动力学相关的反应与物料传递的耦合过程以及甲醇串流对阴极反应的影响;对阳极和阴极催化层传质过程引入了团聚块模型进行修正.计算了电池内的反应组分浓度分布和局部电流分布以及催化层沿长度方向的局部过电势分布,分析丁催化层内反应的非均匀性.在此基础上考察了对电池流场板结构的改进方案:减小集流板肋条宽度以及在肋条过窄时引入金属泡沫代替电池流场板和扩散层对电池性能的影响,通过对比计算表明两种改进均可以使得催化层反应均匀化,使电池输出性能得到提高,后者效果更佳.

关 键 词:直接甲醇燃料电池  甲醇串流  团聚块  金属泡沫

MODELING OF ELECTROCHEMICAL REACTIONS AND SPECIES TRANSFER PROCESSES IN A DIRECT METHANOL FUEL CELL
MIAO Zheng,HE Ya-Ling,LI Xiang-Lin,LI Xiao-Yue.MODELING OF ELECTROCHEMICAL REACTIONS AND SPECIES TRANSFER PROCESSES IN A DIRECT METHANOL FUEL CELL[J].Journal of Engineering Thermophysics,2008,29(11).
Authors:MIAO Zheng  HE Ya-Ling  LI Xiang-Lin  LI Xiao-Yue
Institution:MIAO Zheng HE Ya-Ling LI Xiang-Lin LI Xiao-Yue State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering,School of Energy & Power Engineering,Xi\'an Jiaotong University,Xi\'an 710049,China
Abstract:A two-dimensional single-phase mathematical model for a liquid-feed direct methanol fuel cell (DMFC) is presented in this paper to investigated the distribution of several key variables, including the species concentration, local current density and the local overpotential along the in- plane direction in the catalyst layer. The intrinsically coupled processes: electrochemical reactions and species transport concerning with the electrochemical kinetics and hydrodynamics are considered. The methanol cross-ov...
Keywords:direct methanol fuel cell  methanol cross-over  agglomerate  metal foam  
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