PEM 燃料电池建模中的实验参数不确定性。第一部分:材料参数化的散布
应用物理
2019-09-11 v1
摘要
自建模成为质子交换膜燃料电池(PEMFC)研发中成熟的一环以来,其一直受困于所需材料特性详尽知识中的显著不确定性。即便对于如 Nafion 膜等被最广泛研究的材料,若干输运系数所发表的实验数据也散布达数个数量级。要使 PEMFC 性能模型具有预测能力,高质量输入数据至关重要。在本两篇系列论文中,我们确定了最关键的输运参数,这些参数需要精确的实验表征,方能以足够置信度实现从小电流密度到大电流密度的性能预测。在第一部分中,一个宏观均匀两相膜-电极组件模型被赋予来自实验与建模文献的一套详尽材料参数化。该计算模型被用于展示仅由实验测量或验证的材料参数化所导致的性能预测巨大散布。其结果是一份按在燃料电池性能曲线中所引发散布排序的材料特性排序表。该表中三个最具影响的参数源自膜性质:溶解水的菲克扩散率、质子电导率与电渗拖曳系数。
引用
@article{arxiv.1811.10091,
title = {Experimental parameter uncertainty in PEM fuel cell modeling. Part I: Scatter in material parameterization},
author = {Roman Vetter and Jürgen O. Schumacher},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.10091},
year = {2019}
}
备注
19 pages, 8 figures, 10 tables