质子交换膜燃料电池内含水气体扩散层的冻结特性研究

宇高义郎; 许竞莹; 王国卓; 陈志豪

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质子交换膜燃料电池内含水气体扩散层的冻结特性研究

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为了研究含水气体扩散层(GDL)的冻结特性及水分迁移规律,设计并搭建了含水GDL冻结过程的可视化观测系统.制备了不同润湿性的含水GDL,并对含水GDL的冻结过程进行了可视化实验研究,分析了含水GDL冻结过程中的温度变化,以及润湿性和过冷度对于结冰概率的影响.实验结果表明:含水GDL中的某点突然结冰引发整个GDL内水的过冷状态释放,随后在液固相变的体积膨胀作用下,尚未冻结的过冷水被挤压到GDL孔隙外;疏水性GDL会在更高过冷度下产生冻结现象;随着含水GDL温度的降低,内部过冷水的冻结概率不断增加.本研究探索了含水GDL的冻结特性,可为今后解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷启动过程中GDL低温冻结问题奠定基础.

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来源
《化工学报》 |2021年第4期|2276-2282|共7页
作者
宇高义郎; 许竞莹; 王国卓; 陈志豪;
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作者单位

天津大学机械工程学院天津300350;

中低温热能高效利用教育部重点实验室(天津大学) 天津300350;

天津大学机械工程学院天津300350;

天津大学机械工程学院天津300350;

天津大学机械工程学院天津300350;

中低温热能高效利用教育部重点实验室(天津大学) 天津300350;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类传热学;
关键词
燃料电池; 成核; 气体扩散层; 冻结特性; 润湿性; 多孔介质;

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