质子交换膜燃料电池微结构与暂态特性研究

质子交换膜燃料电池膜电极多孔微结构的憎水性直接关系到传质特性以至反应，微结构中的暂态特性对电池的性能影响非常明显。目前的研究多集中于常温下汽液两相流的稳态过程，而实际操作时大电流、高湿度、冰点以下操作会对电池材料的微结构的憎水性造成冲击甚至损伤，体现在暂态行为上,但目前缺少极端条件下微尺度上亲/憎水性以及微结构中暂态特性的系统研究。其中基本的科学问题是：在微结构中的传质、汽/水/冰相变乃至反应的暂态耦合。因此，本项目着眼于水的分布与相变对电极材料微结构的影响，结合化学工程、电化学、微观材料分析手段，基于申请者"门槛点"的发现，分析微观结构中传热、传质与反应的暂态过程，考察暂态条件下燃料电池内部水分布与阳极电迁移作用、阴极反扩散作用等传递特性之间的相互关系以及暂态过程中的暂态响应规律，为燃料电池暂态分析以及水管理的研究提供新思路、新方法。