质子交换膜燃料电池气液两相流流型转换机理与水管理特性研究

由于汽车工业发展所带来的石油需求激增和环保方面的负面影响，日益引起人们的广泛关注。解决问题主要通过两种途径，一是通过采用先进的燃烧、燃料以及后处理技术改造传统汽车；二是发展新能源汽车。质子交换膜燃料电池非常有希望作为发动机应用在新能源汽车上，该电池的一个显著特点是电极反应过程中不断产生的液态水，与气体工质共同形成气液两相区域，会影响到燃料电池的输出性能。本课题针对燃料电池流道内气液两相流流型的形成及其转变过程，采用先进的测试手段和实验方法，从实验和理论两个方面，深入研究伴随电化学反应、微孔可渗透边界条件下气液两相流的流型定义及其转换机理，探索电化学反应条件下液态水的迁移对电池流道内流型及其电池性能的影响规律，揭示流型及其流型转换与燃料电池输出性能之间存在的关系，建立燃料电池水管理数理模型。本研究为今后燃料电池小型化及高性能燃料电池汽车开发奠定理论基础，具有重要的理论研究价值和市场应用前景。