Three-dimensional simulation of different flow fields of proton exchange membrane fuel cell using a multi-phase coupled model with cooling channel

质子交换膜燃料电池 压力降 机械 材料科学 功率密度 工作(物理) 流量(数学) 扩散 两相流 热力学 化学 功率(物理) 燃料电池 化学工程 工程类 物理
作者
Seyed Ali Atyabi,Ebrahim Afshari,Elnaz Zohravi,Chinonyelum Udemu
出处
期刊:Energy [Elsevier]
卷期号:234: 121247-121247 被引量:48
标识
DOI:10.1016/j.energy.2021.121247
摘要

A suitable cooling flow field design for proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) improves the cell's net generated power, besides achieving steady cell performance and a longer lifespan. The innovation in this work lies in the simultaneous simulation of electrochemical and cooling models while accounting for both thermal and electrical contact resistance between the gas diffusion layer and bipolar plates. In this study, flow field designs including straight parallel channels (Case A), straight parallel channels filled with metal foam (Case B), multi-channel serpentine (Case C), novel serpentine channels (Case D), and integrated metal foam (Case E) used for both gas channels and cooling channels are numerically simulated. Results show that the highest uniformity of temperature in the catalyst layer-gas diffusion layer interface is obtained in Case D, which has the largest pressure drop compared to Cases B, C, and E. However, due to the uniform distribution of reactant flows, the maximum temperature observed in the catalyst layer of this flow field was the lowest compared to the rest of the cases. Furthermore, the maximum power density of 0.75 Wcm−2 was observed in Case D at a corresponding voltage of 0.6 V, which reduced when the effect of high pressure drop was taken into account. Following the conclusion of the simulation and analysis, Case D displayed the best cooling performance while Case E produced the maximum net power output.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
5秒前
胖胖橘完成签到 ,获得积分10
7秒前
冰释之川完成签到 ,获得积分10
9秒前
多边形完成签到 ,获得积分10
9秒前
11秒前
tianliyan完成签到 ,获得积分10
13秒前
nicheng完成签到 ,获得积分0
17秒前
绵羊完成签到,获得积分10
26秒前
燕晓啸完成签到 ,获得积分0
29秒前
李博士完成签到,获得积分10
34秒前
wangeil007完成签到,获得积分10
47秒前
turbidwind完成签到 ,获得积分10
49秒前
诸葛书虫完成签到 ,获得积分10
49秒前
燕山堂完成签到 ,获得积分10
55秒前
林利芳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
合适的道之完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yszyy23完成签到 ,获得积分10
1分钟前
莫冰雪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
tx发布了新的文献求助30
1分钟前
宋芽芽u完成签到 ,获得积分10
1分钟前
烟花应助燈火入眉灣采纳,获得10
2分钟前
活泼的匕完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Ray完成签到 ,获得积分10
2分钟前
xianglily完成签到 ,获得积分10
2分钟前
蓝天小小鹰完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Tattie完成签到 ,获得积分10
2分钟前
潇洒的语蝶完成签到 ,获得积分10
2分钟前
999hans完成签到 ,获得积分0
2分钟前
ghan完成签到 ,获得积分10
2分钟前
枫枫829完成签到 ,获得积分10
2分钟前
orixero应助simpleblue采纳,获得10
2分钟前
Doctor完成签到 ,获得积分10
2分钟前
jojo665完成签到 ,获得积分10
2分钟前
司纤户羽完成签到 ,获得积分10
2分钟前
沧海一粟米完成签到 ,获得积分10
2分钟前
酷炫的尔丝完成签到 ,获得积分10
3分钟前
gao完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
一个没自信的boy完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
Glossary of Geology 400
Additive Manufacturing Design and Applications 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2473655
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2138808
关于积分的说明 5450857
捐赠科研通 1862817
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926240
版权声明 562817
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495463