燃料电池发电性能影响参数研究【毕业论文，绝对精品】.doc

《燃料电池发电性能影响参数研究【毕业论文，绝对精品】.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、摘要11AbstractIll1绪论11.1引言11.2PEMFC氢能发电研究展望21.3课题研究意义2[1]PEMFC的研究现状32.1PTFE和Nafion含量对燃料电池性能的影响32膜厚度对PEMFC性能的影响32.3气体扩散层对PEMFC性能的影响44催化层对PEMFC性能的影响52.5流场结构对PEMFC性能的影响52.6湿度对PEMFC性能的影响6ᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᗀﾀ⣿ऀ7环境条件对燃料电池性能的影响7[2]PEMFC建模8ᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᗀﾀ

2、⣿ऀ1COMSOLMultiphysics的特点介绍8PEMFC的模型建立83.2.1模型假设83.2.2传输方程82.3求解方程的选择83.2.4定义物理常数9[3]PEMFC发电性能的研究121气体扩散层的孔隙率对PEMFC的影响14ᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᏀᑘᕀᗀﾀ⣿ऀ2催化层厚度对PEMFC的影响154.3工作温度对PEMFC的影响164.4压力对PEMFC的影响175总结19参考文献20致谢22质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有功率密度高、工作温度低、起动时间短、采用了无毒性的固态电解质不发生

3、泄露等优点。因此，对PEMFC的研究是为今一项重要的课题。本文首先简单介绍了运用COMSOLMultiphysics对PEMFC的建模。Z后运用建立好的模型，分析了不同的孔隙率、催化层厚度、工作温度、床力对PEFMC发电性能的影响。最后得出结论：（1）高孔隙率可提高气体扩散，有利于提高PEMFC的发电性能；（2）提高催化层厚度有利于提高PEMFC的性能；（3）提高工作温度有利于提高PEMFC的发电性能,但不可超过80°C；（4）增加气体压力有利于提高PEMFC的发电性能，但考虑到经济因素,一般把最佳压力控制在0.2MPao关键

4、词：PEMFC；发电性能；COMSOLMultiphysicsAbstractProtonexchangemembranefuelcell(PEMFC)hastheadvantageofhighpowerdensity,lowoperatingtemperature,shortstarttime,usingnon-toxicsolidelectrolyteandsoon.Today,thestudyofPEMFChasbecameanimportanttopic.First,thisthesisintroducesmodeli

5、ngofPEMFCthroughusingCOMSOLMultiphysics.Then,thisthesisanalyzestheperformanceofPEFMCunderdifferentporosity,catalystlayerthickness,operatingtemperatureandpressurebyusingthewell-establishedmodel.Andtheconclusionis:Highporositycanimprovegasdiffusion,helptoimprovethepow

6、erperformanceofPEMFC;IncreasethethicknessofthecatalystthicknesscanimprovetheperformanceofPEMFC;(3)ImproveoperatingtemperatureishelpfultoimprovetheelectricityperformanceofPEMFC,butnotmorethan80°C;(4)IncreasethegaspressurecanimprovethepowerperformanceofPEMFC.Butconsid

7、eringtheeconomicfactors,wegenerallycontrolthebestpressurein0.2MPa.KeyWords：PEMFC;electricityperformance;COMSOLMultiphysics1绪论1.1引言质子交换膜燃料电池(ProtonExchangeMembraneFuelCell,PEMFC)是通过膜屯极MEA屮气-液-固三项界面的传质、传热而发生电化学反应产生能量的能量转换装置，由于单电池的输出功率较小，在实际屮通常以串联的方式存在。单屯池主要由阴/阳气流通道、阴/

8、阳极扩散层、阴/阳极催化层、质子交换膜等七个主要组件构成。在其组件屮质子交换膜是PEMFC的核心组件，其性能的好坏直接影响电池的输出性能、工作特性、效率及寿命。质子交换膜燃料电池发电在原理上相当于水屯解的“逆”装置。阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含