被动式DMFC水滴积聚及对放电性能影响

本文结合恒电流放电时阴极水滴积聚过程,对影响被动式直接甲醇燃料电池恒流放电性能的甲醇浓度、电流密度及环境湿度等因素进行了实验研究及讨论。结果表明:甲醇浓度高于4 M时,阴极水淹所造成的氧气传输限制为电池放电时间的控制因素;低电流密度放电时,恒电流放电时间主要受阴极侧水淹的影响;高电流密度时,主要受甲醇消耗的影响;湿度越大越易引起阴极水淹。     

利用磁共振录井技术定量评价水淹层

产水率是划分水淹级别的关键参数,如何通过含水饱和度计算产水率是进行水淹层评价工作要解决的主要问题. 通过测定油-水相对渗透率的注水实验制备出不同产水率的岩样,分析并研究不同产水率下的磁共振录井谱图特征和分析参数响应特征,可探讨利用磁共振录井资料评价水淹级别的可行性. 该工作根据密闭取心井的试油资料和相渗曲线,提出了利用磁共振含水饱和度计算地层产水率经验公式的方法, 并进行了生产应用. 结果表明,利用磁共振录井技术评价水淹层的符合率达到了86%,证明了该项技术在快速、定量评价水淹层和划分水淹级别的良好应用前景.     

质子交换膜燃料电池电堆阳极饥饿反极的研究

目前,质子交换膜燃料电池(PEMFC)反极研究主要通过单电池完成,反极过程没有考虑相邻电池的影响,与电堆实际情况并不完全相同.本文通过控制加湿度和过量系数等测试条件分析了5片PEMFC电堆阳极在水淹和缺气情况下的饥饿反极情况.结果表明,在电堆阳极水淹情况下,反极单电池电压表现为缓慢下降到电解水平台然后迅速恢复的循环过程,性能恢复归因于水淹单电池阳极进出口压差上升使其液态水排出而氢气重新进入;在电堆阳极缺气情况下,反极单电池电压表现为迅速降低到碳腐蚀平台然后迅速恢复的循环过程,这是由于缺气单电池的阳极进出口压差下降使电堆内氢气重新分配.缺气反极电池电压会降低到碳腐蚀平台,因此会对电池性能造成不可逆的损害.     

气体扩散层中聚四氟乙烯的分布对质子交换膜燃料电池水淹的影响

通过在不同真空度下进行碳纸的聚四氟乙烯（PTFE）浸渍处理,考察了PTFE在碳纸中的分布对燃料电池水淹情况的影响. 碳纸PTFE浸渍过程中,抽真空作用可以将碳纸微孔中存留的空气移除,使PTFE更均匀地扩散到内部微孔中. 碳纸的断面电镜照片显示真空浸渍可以改善PTFE的分布. 在总浸渍量相同时,由于真空浸渍使更多的PTFE进入到碳纸内部微孔,故其表面的PTFE比例减少. 实验进一步考察了碳纸中亲水孔和憎水孔的分布,结果表明真空浸渍处理的碳纸具有更高比例的憎水孔. 将不同处理方法的碳纸制备成膜电极,通过全尺寸电池考察其性能,结果表明PTFE的均匀分布可以改善电池性能,并且电化学阻抗分析表明其有利于改善水淹问题.     

PEM燃料电池毛细压力流道拓展模型

多孔电极与流道内的水淹现象是制约质子交换膜(PEM)燃料电池性能提高的关键难题.传统的宏观两相模型普遍存在液态水饱和度预测值偏低的不足,而流道内气液两相雾状流的假设则是低估水淹程度的一个主要原因.本文提出了反映流道壁面浸润差异性的毛细压力流道拓展模型,并对低气速下燃料电池内的传热传质进行了模拟.计算结果表明,该模型克服...     

直接甲醇燃料电池阴极水淹过程实验研究

对自制可视化直接甲醇燃料电池单体阴极流场内液滴生长特性、氧气流量和氧气进气温度对流场水淹及电池性能的影响进行了实验研究.结果表明:平行流场中首个液滴大多在流场右上区域冒出;流场中新液滴的出现具有瞬间涌出特性,并优先在流场板和扩散层交界的夹角处及扩散层表面碳纤维束交叉处产生;液滴生长过程具有非连续性,与流道边壁相接触的液滴和液柱的生长速度均大于未接触流道边壁的液滴生长速度,而且液柱有逆气流方向反向生长现象.氧气流量及氧气进气温度的升高,均导致阴极流道内液态水和流场中大液滴数量及形成液柱的长度减少,促使电池性能提高.     

阳极支撑层憎水性对被动式直接甲醇燃料电池传质性能的影响

通过测定甲醇渗透率,详细研究了阳极支撑层的聚四氟乙烯（PTFE）含量对全被动式直接甲醇燃料电池（DMFC）甲醇传质和电池性能的影响。 膜电极集合体均使用相同的阳极催化层,膜和阴极。 实验结果表明,随着阳极支撑层PTFE含量的提高,甲醇渗透速率明显减小。 其含量较高时,甲醇传质阻力较大,会导致电池在很低的电流密度下就出现传质控制区。 采用PTFE质量分数为40%的支撑层时,DMFC以9 mol/L甲醇为燃料最大功率密度可达32×10-3 W/cm2,也进一步证明了适当提高阳极支撑层的憎水性,既有助于减少甲醇的渗透,又缓解了阴极的“水淹”问题。     

锦45块重水淹区蒸汽驱数值模拟研究

锦45块重水淹区于1984年开始试采,经历了常规干抽、吞吐试采和大规模蒸汽吞吐开发过程.区块边底水较为活跃,能量充足,经历近30年开发,区块采出程度较高,平面及纵向加密、调整已达极限,边底水侵入严重,生产井平均回采水率高,产量递减幅度逐年增加,开发中暴露出一系列问题,借鉴先导试验区吞吐转驱经验,应用Peterl软件建立区块地质模型,合理设置边底水,CMG数模软件进行历史拟合以及转驱方案预测,分析水淹区转驱特点,为重水淹区转蒸汽驱提供理论指导和依据.