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《試析質(zhì)子交換膜燃料電池的模型研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文質(zhì)子交換膜燃料電池的模型研究姓名:李偉申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):化學(xué)工程指導(dǎo)教師:何潮洪2000.3.1一}V浙江大掌碩士掌位論文摘要Y388612基于對各種質(zhì)子交換膜燃料電池機理模型的綜述,本文提出j7一個涉及質(zhì)子交換膜、擴散層和汽道的二維靜態(tài)傳崾,傳熱簟電濁機理模型。本文首先研究了質(zhì)子交換膜一水汽的吸收模型。從統(tǒng)討熱:勻?qū)W出發(fā),通過對Flory~Huggins高分子溶脹平衡模型進肯改進,難得了一個三參數(shù)的質(zhì)子交換膜一水汽吸收模型。(該模型能夠較好地擬合80"C和30。C時膜一水汽的吸收數(shù)據(jù)。此外還考察了雙模式吸收模型和四種修正的三參數(shù)BET模型。其中,Ad
2、nerson的修正三參數(shù)BET模型因其有較為簡單的形式且擬合較好而被用于本文的單電池饃型、一——?~~一中。j本文單電池模型在全面考慮質(zhì)子交換膜中水的分布、擴敞瑟r{,的汽體擴散以及汽道中汽體溫度變化的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地研究了囂種操作條件對電池性能的內(nèi)在影響。f模擬結(jié)果表明較高的電池溫度、進汽溫度,反應(yīng)氣增濕以及維持陰極壓力高于陽極均能改善}姐池10性能。、1j,關(guān)鍵詞:質(zhì)子交換膜燃料電池一吸收,傳質(zhì),傳熱,電池建能丫浙江大學(xué)碩士掌位論文ABSTRACTBasedonthestate‘of-the—artreviewofprotonexchangemembranefuelcelI(
3、PEMFC),atwo—dimensional,steady-statemodelofmassandheattransportinasinglePEMFCisproposedhere,withconsiderationofthemembrane,thediffusersandthechannels.Atfirst,thesorptionmodelsofwatervapouruptakeintheprotonexchangemembrane(PEM)arediscussed.Athree—parametermodelisderivedfromtheFlory··Hugginsmo
4、delofpolymersolutionswell·-equilibrium.ThedatacorrelatedbythemodelaleingoodagreementwiththeexperimentalonesofwatervapouruptakeinPEMat80。Cand30"C.Inaddition,adual—sorptionmodelandfourkindsofmodifiedBETmodelsarediscussed,andthemodifiedBETmodelpresentedbyAdnersonisusedinthesinglePEMFCmodel,beca
5、useofitssimpleformandgoodaccuracy.ThemodelofasinglePEMFC,consideringofthewaterdistributioninmembrane,thediffusionindiffusersandthetemperaturechangeinchannels,iSusedtosystematicallyinvestigatehowtheoperatingconditionsaffectthecellperformance.ThcresultsShOwthatthecellperformancecarl.beimproved
6、byraisingthetemperatureofthecellandoftheinputstreams,humidifyingtheinputstreams,andmaintainingahigherpressuredropbetweencathodeandanode.Keywords:ProtonexchangemembranefuelcelI(PEMFC),Sowtion,Masstransport,Heattransport,Cellperformance一¨一V浙江大掌碩士掌位論文第一章前言煤、石油和天然氣是世界三大常規(guī)能源。近幾十年來,燃煤火力發(fā)電排放的煙氣和燃油汽
7、車尾氣給大氣造成的污染已成為世界性環(huán)境問題。在現(xiàn)今全球面I臨能源緊缺和環(huán)境污染同趨嚴重的形勢下,研究能源優(yōu)化利用和潔凈能源刀:發(fā)是21雌紀能源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,也是21l!上紀I{J:界經(jīng)濟發(fā)展的挑礎(chǔ)。為此,燃料電池(Fuelcells,F(xiàn)C)?發(fā)電這一繼水力、火力和核能發(fā)IU之后的第四類發(fā)電技術(shù)因其高效、節(jié)能、環(huán)境友好而引起了世界范圍的廣泛興趣。早在1839年,英國的RobertGrove爵士就已發(fā)明了FC,但≥e迅速發(fā)腿還是近30年的事。現(xiàn)全世界每年用于FC的研究和開發(fā)