微重力环境中质子交换膜燃料电池的热物理问题研究

燃料电池作为一种高效且环境效益好的电化学的发电装置，其在航天领域的应用日益得到重视。新一代的质子交换膜燃料电池极有希望替代碱性燃料电池成为下一代的航天用燃料电池。在航天微重力条件下，质子交换膜燃料电池中的诸多热物理现象将表现出与在地面上不同的规律，给燃料电池的水/热管理提出了新的挑战，是一个急待解决的问题，而目前相关的研究成果很少见诸国内外的公开发表物中。本项目着眼于未来的航天应用，一方面以理论分析和数值模拟对微重力条件下的质子交换膜燃料电池中的热物理现象的机理展开探索，另一方面应用先进测试技术对微重力条件下质子交换膜燃料电池中伴有化学反应的传热传质和多相流进行实验研究。从而找到微重力条件下质子交换膜燃料电池水/热管理的新方法，优化电池设计，改进电池性能。为新一代燃料电池在航天领域的应用做好基础工作。