重庆理工大学学报2023，Vol.37Issue(19) ：303-311.DOI:10.3969/j.issn.1674-8425(z).2023.10.035

PEM电解槽流场的多物理场耦合建模与分析

Multi-physics coupling modeling and analysis of flow field in PEM electrolyzer

童灵华 孙雷波 应芳义 姚剑琪 叶夏明 谢长君
重庆理工大学学报2023，Vol.37Issue(19) ：303-311.DOI:10.3969/j.issn.1674-8425(z).2023.10.035
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PEM电解槽流场的多物理场耦合建模与分析

Multi-physics coupling modeling and analysis of flow field in PEM electrolyzer

童灵华 1孙雷波 1应芳义 1姚剑琪 1叶夏明 2谢长君3
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作者信息

  • 1. 国网浙江慈溪市供电有限公司, 浙江 慈溪 315300
  • 2. 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司, 浙江 宁波 315100
  • 3. 武汉理工大学 自动化学院, 武汉 430070
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摘要

基于传热、传质和电化学动力学等多物理场耦合理论,建立PEMWE单电池三维模型,研究流场结构对PEMWE性能的影响.对比分析了4种流场结构电解槽内流体流速、物质分布和极化曲线的情况.研究结果表明:在相同的操作条件下,叶栅形流场PEMWE的槽内物质流速和压力分布更加均匀,电化学反应更加充分,而传统的平行流场结构电化学性能较差;在80℃、0.1MPa的工作条件下,叶栅形流场PEMWE的极化电压更低,当电流密度为2A/cm2时,单电池极化电压仅为1.686V,表明采用叶栅形流场结构相较其余几种方式能更有效地提升PEMWE单电池的性能.

关键词

质子交换膜水电解槽/多物理场耦合/三维建模/流场

Key words

PEM water electrolyzer/multiphysics field coupling/3-D modeling/flow fields

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基金项目

宁波永耀电力投资集团有限公司科技项目(KJCX040)

国家重点研发计划(2020YFB1506802)

出版年

2023
重庆理工大学学报
重庆理工大学

重庆理工大学学报

CSTPCD北大核心
影响因子：0.567
ISSN：1674-8425
参考文献量12
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