船用动力氢燃料电池扩散层孔隙率的仿真研究

气体扩散层(GDL)是氢燃料电池的重要组成部件,气体扩散层孔隙率的大小对氢燃料电池性能有着重要的影响。文章利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics建立了一个简化的三维单流道单电池模型。在保证其他结构参数及操作条件不变的前提下,分别考虑了6种不同气体扩散层孔隙率(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6)的情况,并对模型进行了求解,得到电池的极化曲线和组分浓度的三维分布。结果表明,随着气体扩散层孔隙率的增大,电池的内部传质性能及阴极的排水性能均有所改善,但孔隙率并非越大越好,就电池的整体性能而言,孔隙率存在一个最优值。