各向異性膨脹石墨雙極板對(duì)燃料電池性能的影響

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摘 要：該文分析了膨脹石墨雙極板（EGBPs）各向異性結(jié)構(gòu)對(duì)燃料電池水熱管理與輸出性能的影響。建立了三維兩相非等溫?cái)?shù)值模型，對(duì)比了4種典型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)下溫度、電流密度、水含量等參數(shù)的分布特征，揭示了雙極板傳熱特性與輸出性能的耦合效應(yīng)。結(jié)果表明：沿質(zhì)子傳遞方向熱導(dǎo)率（kz）對(duì)燃料電池性能具有顯著影響，在2.2 A cm-2電流密度下，將kz從常規(guī)結(jié)構(gòu)的5 W·m-1·K-1提升至280 W·m-1·K-1，可以使輸出性能提高22 mV；沿流道氣體流動(dòng)方向的熱導(dǎo)率（ky）是影響散熱能力的關(guān)鍵因素，將ky與kz提高至280 W·m-1·K-1，或者實(shí)現(xiàn)各向同性結(jié)構(gòu)（kx = ky = kz = 20 W·m-1·K-1），均能夠使膜電極組件（MEA）核心區(qū)域的溫度降低2 ℃左右。（剩余15340字）