气体扩散层厚度对复合泡沫肋流场质子交换膜燃料电池的影响
流体动力学
2026-04-03 v1 应用物理
摘要
气体扩散层(GDL)对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能至关重要。复合泡沫肋流场(CFRFF)的使用可以改变反应气体传输模式，从而提高肋下反应气体传输和水排出的效率。本研究通过三维多相非等温数值模拟，考察了阴极和阳极GDL厚度(h_{c,GDL}和h_{a,GDL})对CFRFF设计性能的影响。结果表明，对于传统肋流场(CRFF)设计，存在最优的h_{c,GDL}以实现最佳电池性能，而对于CFRFF设计，随着h_{c,GDL}变薄，电池性能提高，趋势由氧浓度变化主导。在薄GDL下，CRFF设计的肋宽应尽可能小以最小化浓度极化损失，而CFRFF设计的肋宽可以稍大。此外，通过减小CRFF和CFRFF设计中的h_{a,GDL}，阴极CL中离聚物的溶解水含量增加，随后欧姆极化损失降低。
引用
@article{arxiv.2604.01788,
title = {Effects of gas diffusion layer thickness on PEM fuel cells with composite foam-rib flow fields},
author = {Wei Gao and Qifeng Li and Kai Sun and Rui Chen and Zhizhao Che and Tianyou Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.01788},
year = {2026}
}