收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

质子交换膜燃料电池两相传递的格子玻尔兹曼模拟及应用

穆春艳  
【摘要】:质子交换膜燃料电池工作时,氧气在阴极多孔介质内的传递是限制整个过程的重要控制步骤。有液态水存在时,两相流更为真实地反映了大电流密度工况下电池中的流动和传输现象。液态水形成的两相流,可能造成扩散层局部阻塞,使得氢、氧的流动和扩散减弱或中断,进而影响电池的工作。 格子玻尔兹曼模型的介观(mesoscopic)尺度和粒子特性,使该方法更适于模拟质子交换膜燃料电池扩散层多孔介质内的两相流动。本论文在微孔层扫描电镜图的基础上,把扩散层看成由不同大小和形状的孔组成,研究扩散层孔大小、孔尺寸、厚度、梯度、孔隙形状等结构特性对氧气有效扩散系数的影响,得出了氧气有效扩散系数和孔隙率的关系,并研究了有液态水存在时氧气的传递,得出氧气有效扩散系数与液体饱和度的定量关系。研究表明孔隙率越大气体传递性能越好,在孔隙率相同时孔越小分布越分散越有利于气体的传递,但并不是越小越好,扩散层越薄越有利于气体传递,孔隙率梯度越大越有利于气体向催化层扩散。 应用格子玻尔兹曼模拟结果,建立质子交换膜燃料电池极化曲线模型,考察不同操作条件对液态饱和度分布和电池行为的影响。首先得出不同操作条件下扩散层液体饱和度的分布,进一步考察电池操作温度,增湿温度,过量系数和压力会电池性能的影响。本研究有助于更好地了解质子交换膜燃料电池内的两相传递,并为阴极扩散层的设计和电池操作条件的选择提供指导。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 曹铁梁,耿伟民,倪政瑜,周庆初,潘辉英;活化剂对Al-Cr扩散层中孔穴形成的影响[J];北京科技大学学报;1996年S2期
2 沈德官 ,张俊儒;ЭП220涡轮叶片涂层的分析[J];材料工程;1980年06期
3 ;防油扩散层在“航空薄壁軟油箱”中的应用[J];特种橡胶制品;1970年04期
4 ;铝扩散层的化学退除法[J];表面技术;1987年05期
5 胡军,衣宝廉,侯中军,刘卫锋,张华民;采用常规条形流场的质子交换膜燃料电池阴极数值模拟(Ⅰ) 模型建立[J];化工学报;2004年01期
6 罗刚;;镍镉合金扩散层耐高温和耐盐雾腐蚀性[J];工具技术;2010年01期
7 关普元;铝-铝锂合金扩散层的互扩散研究[J];中国核科技报告;1988年S2期
8 李国喜,郑毅然,昌霞;热浸镀铝钢扩散工艺参数的确定[J];中国腐蚀与防护学报;2002年02期
9 于家斗;;关于反应扩散速度的计算(三)(续完)[J];稀有金属材料与工程;1980年06期
10 贾均;陈先朝;;铸造钢—铜铅合金双金属轴承粘结强度的研究[J];材料科学与工艺;1987年04期
11 ;新品速递[J];家庭科技;2007年01期
12 李慧莉,李国喜,郑毅然,昌霞;热浸镀铝钢的镀层结构分析[J];材料与冶金学报;2004年01期
13 陈雪莲,许光明,崔建忠,韩建芬,刘丽平;钢-铝界面扩散层长大过程的研究[J];轻合金加工技术;2005年02期
14 才英华,胡军,衣宝廉,张华民;质子交换膜燃料电池及电池组模型分析[J];化学进展;2005年03期
15 黄拔帆,沈其峰,蒲毓瑞;退火对H62黄铜-Ag、H62黄铜-AgMgNi扩散层深度的影响[J];稀有金属材料与工程;1984年01期
16 杨玉书,夏之宁,孙冠芸,唐守渊;电极扩散层内物质浓度及分布研究方法进展[J];分析化学;2000年07期
17 郑毅然,李国喜,谢鹏飞;1Cr18Ni9Ti热浸镀铝扩散层的抗氧化性[J];中国腐蚀与防护学报;2001年04期
18 隋升,朱新坚,范征宇,曹广益;1kW熔融碳酸盐燃料电池组研制[J];电化学;2002年04期
19 詹捷;孙智富;李六如;吴超云;;工件表面电沉积硬铬扩散强化技术[J];武汉理工大学学报;2006年09期
20 顾文桂;周天健;;40Cr钢渗氮层的电镜观察[J];材料热处理学报;1990年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 范洪涛;高喆;吴丹丹;潘凯锋;董佳;孙挺;;薄膜扩散梯度技术所用扩散层的筛选[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
2 吴讯驰;阮蔚桐;;网络化HVDC电池组监测系统的设计与实现[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
3 陆志刚;刘怡;雷金勇;陈满;陈磊;李达;;电池储能在电力系统应用和技术经济分析[A];第十三届中国科协年会第15分会场-大规模储能技术的发展与应用研讨会论文集[C];2011年
4 侯福平;姬春华;邓志国;;浅析阀控密封式铅酸蓄电池的检测、使用和维护[A];通信电源新技术论坛——2010通信电源学术研讨会论文集[C];2010年
5 王泽;李德峰;胡洪;庞大伟;;通信电源电池智能管理系统[A];通信电源新技术论坛2011通信电源学术研讨会论文集[C];2011年
6 赵川林;;仿真分析技术在镍氢电池组结构优化设计中的应用[A];“技术创新与核心能力建设”重庆汽车工程学会2006年会论文集[C];2006年
7 周时国;阎永恒;林则青;娄豫皖;夏保佳;;混合动力轿车用144V电池组的研制[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
8 陈汗青;王国刚;冯汉春;;可并网电池储能系统管理软件的设计方案初探[A];第十三届中国科协年会第15分会场-大规模储能技术的发展与应用研讨会论文集[C];2011年
9 仇洁婷;陈儒军;天博;郑立翔;陈玺;;多通道精密电池测试及分选系统[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年
10 刘建青;黄平;徐强;;无线胶囊内窥镜CMOS摄像模块的设计与制作[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郝亮;燃料电池碳纸扩散层气液传输特性的孔隙尺度研究[D];上海交通大学;2010年
2 张金龙;动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究[D];天津大学;2012年
3 朱应利;微型直接甲醇燃料电池封装关键技术研究[D];大连理工大学;2011年
4 丁玉栋;液相进料直接甲醇燃料电池两相流动与传输特性研究[D];重庆大学;2010年
5 刘明良;单室薄膜固体氧化物燃料电池微堆性能影响因素研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 刘明良;单室薄膜固体氧化物燃料电池微堆性能影响因素研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 宫云辉;固体氧化物燃料电池阴极的丝网印刷制备及其性能评价的研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 吴金锋;质子交换膜燃料电池电流密度分布的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
9 唐玉宝;直接碳固体氧化物燃料电池[D];华南理工大学;2011年
10 林震;水基火箭推进系统空间性能研究[D];北京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 裴媛;小型全被动式直接甲醇燃料电池性能实验研究[D];北京工业大学;2010年
2 牛萌;混合动力车用电池均衡方案研究[D];北京交通大学;2010年
3 魏五星;磷酸铁锂动力电池组性能测试与分析[D];武汉理工大学;2010年
4 穆春艳;质子交换膜燃料电池两相传递的格子玻尔兹曼模拟及应用[D];大连交通大学;2011年
5 啜保昌;基于最大功率跟踪技术的WSN智能供电系统研究[D];北京林业大学;2010年
6 梁昌杰;混合动力车用镍氢电池组散热性能CFD仿真与试验研究[D];重庆大学;2010年
7 田治礼;高精度电池组检测系统的研究与开发[D];中国石油大学;2007年
8 曹琦琦;V2G建模及接入系统分析研究[D];北京交通大学;2011年
9 刘文杰;电池组故障诊断专家系统的研究与实现[D];湖南大学;2005年
10 马云辉;ISG型混合动力电动车控制策略开发技术[D];武汉理工大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者  郑迪;戴尔“电池事件”余震:“肇事者”索尼腹背受敌[N];21世纪经济报道;2006年
2 本报记者  郎朗;索尼全球更换笔记本电脑电池组[N];21世纪经济报道;2006年
3 本报驻德国记者 李山;电动汽车:605公里不充电[N];科技日报;2010年
4 FreeMan;为电池做换“芯”手术[N];中国计算机报;2004年
5 唐春雷;让DV连续拍摄两个小时[N];中国计算机报;2004年
6 ;技术之殇:拿什么赌明天?[N];华夏时报;2011年
7 记者 王巍;国内最大的多晶硅太阳能电池生产线投产[N];河北日报;2003年
8 李薇;索尼电池召回风浪波及东芝[N];北京商报;2006年
9 刘扬通讯员 刘时新 李之政;国家体育馆使用太阳能照明[N];北京日报;2007年
10 贵州 刘法友;无空耗可编程智能控制器[N];电子报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978