PEMFC阴极中氧扩散和电化学反应模型研究Ⅰ.TFFA模型及其数值计算

将薄膜浸渍聚集体(TFFA)模型用于描述质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极中氧的扩散和反应过程,其中包括氧气在气体扩散层和反应层气体通道中的扩散,氧气在反应层薄膜中的溶解和扩散,氧在反应层浸渍聚集体中的扩散和反应以及电子和离子的传导,并根据PEMFC阴极的结构特点给出TFFA模型的数值解法.     

PEMFC阴极中氧扩散和电化学反应模型研究Ⅱ. TFFA模型参数对电极性能的影响

运用薄膜浸渍聚集体（TFFA）模型，考察了质子交换膜燃料电池（PEMFC）阴极伏安曲线受阴极结构参数变化的影响程度。计算结果表明：阴极反应层的孔隙率和厚度、反应层中浸渍聚集体体积分数、半径和涂覆的薄膜厚度、Nafion电解质离子传导率以及气体扩散层的平均孔径对电极性能有较大的影响。相比之下，反应层中气体通道半径、气体扩散层孔隙率以及反应层中碳相传导率的变化对电极性能影响不大。