研究人员深入研究水在PEM燃料电池中的作用

质子交换膜燃料电池(PEMFC)通过固体电解质膜直接将燃料转化为电能，已成为过去几年最有前途的氢电转化装置之一。

塞维利亚大学能源工程系的一组研究人员与AICIA(安达卢西亚研究与工业合作协会)进行了三维CFD模拟，以分析水对单个直通道PEMFC性能的作用在不同的工作温度下。

该研究旨在进一步了解燃料电池内部发生的复杂且紧密耦合的相互作用，将水的生成和运输与局部温度分布和电池性能联系起来，特别强调肋下和通道下的特征。

敏感性分析表明，对于他们研究中的工作温度范围(70–90Cº)，工作温度越高，PEMFC的电气性能越好，只要反应物的相对湿度保持在较高水平价值。即使该装置在高电流密度(j=2.25和2.57A/cm2)下运行，水扩散率和电渗阻力的增强也会导致离子电导率的提高。

横截面平均值得出的结论是，尽管水饱和度和膜水合水平有所降低，但蒸发效应并不重要到会降低PEMFC在此类操作条件下的性能。另一方面，无量纲形式的温度曲线图表现出一些相似性，这些相似性可能对通过分析表达式或比例定律来表征或设计PEMFC感兴趣。

至于氧化剂，据观察，氧气消耗的分布在所有操作温度之间看起来非常相似，最高值在通道下和肋下最低，氧气浓度明显减少负载增加。

尽管进行了详尽的敏感性研究，但研究人员声称，考虑到所涉及过程的多样性和耦合性，将单个变量与PEMFC中的其余变量隔离开来并不总是可能的。

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