燃料电池流场中多尺度气液两相传递特性的研究

质子交换膜燃料电池(PEMFC) 双极板流场内汽液二相界面间的物质传递对电池性能影响重大，其多尺度传递特性与多项因素密切相关，如：操作温度、压力、电流密度、反应气体流率、氢或氧的化学计量比、反应气体的加湿程度等，对电池运行过程中性能、稳定性、可靠性及寿命具有重要影响。本项目拟通过PEMFC在燃料电池平台上实际工况实验结合模型模拟，采用先进实效的电池性能在线诊断技术，从宏观和微观尺度上探讨气液两相在双极板流场微小流体通道内的传递特性；深入研究引起气液两相的传递形态随时间演化的相关因素；探明反应流体、水蒸汽、液态水以及温度沿流体通道的局部分布特征；结合多相、多组分、非等温PEMFC气液两相传递数学模型和实验数据拟合验证，揭示汽液两相的传递形态对PEMFC发电性能的影响规律。