PEMEC压缩阴极气体扩散层内两相传输特性的孔隙网络模拟

来源：江苏大学学报·自然科学版杂志2023年第6期北京时间：

作者：陈黎1,2，罗马吉1,2，刘成1,2

单位：(1. 武汉理工大学 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室， 湖北 武汉 430070； 2. 武汉理工大学 燃料电池湖北省重点实验室， 湖北 武汉 430070）

摘要：采用三维孔隙网络模拟方法对Toray 090型碳纸随机重构，分析了不同压缩率下质子交换膜电解池阴极气体扩散层（gas diffusion layer，GDL）的氢气突破压力、毛细压力分布、相对渗透率和相对扩散率随水饱和度的变化，并对氢气在阴极GDL中传输的传质关系式进行了研究.结果表明：根据孔隙网络模拟计算得到的数据重新拟合氢气传质关系式更适合描述氢气在阴极GDL中的传输；不同压缩率下，氢气在GDL中的传质性能参数（相对渗透率和相对扩散率）几乎不变；随着压缩率的增大，氢气在GDL中传输的阻力也随之增大，导致产生的氢气在质子交换膜界面的压力增大，氢气更容易从阴极跨膜渗漏到阳极.

关键词：质子交换膜电解池, 孔隙网络模型, 气体扩散层, 压缩, 两相流, 氢气传输

基金资助： 国家留学基金资助项目（201806955078）