第２９卷第３期洁净煤技术Ｖｏｌ.２９Ｎｏ.３２０２３年３月ＣｌｅａｎＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｒ．２０２３流场结构对ＰＥＭ电解槽性能影响模拟王华１，马晓锋２，何勇２，徐超群２，朱燕群２，王智化２（１．浙江富兴海运有限公司，浙江杭州３１００１３；２．浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，浙江杭州３１００２７）移动阅读收稿日期：２０２３－０１－０９；责任编辑：白娅娜ＤＯＩ：１０．１３２２６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－６７７２．Ｈ２３０１０９０１基金项目：国家自然科学基金资助项目（５２１２５６０５）作者简介：王华（１９７８—），男，浙江杭州人，工程师，硕士。Ｅ－ｍａｉｌ：６３３５１４４＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：王智化（１９７７—），男，河南荥阳人，教授，博士。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｚｈ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ引用格式：王华，马晓锋，何勇，等．流场结构对ＰＥＭ电解槽性能影响模拟［Ｊ］．洁净煤技术，２０２３，２９（３）：７８－８４．ＷＡＮＧＨｕａ，ＭＡＸｉａｏｆｅｎｇ，ＨＥＹｏｎｇ，ｅｔａｌ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｆｌｏｗｃｈａｎｎｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰＥＭｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ［Ｊ］．ＣｌｅａｎＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２３，２９（３）：７８－８４．摘要：为了提高质子交换膜（ＰＥＭ）电解槽的性能，降低电压损耗，提升运行稳定性，在一定假设条件下，使用Ｃｏｍｓｏｌ软件建立了全尺寸多通道的质子交换膜电解槽三维模型，并将仿真计算结果与文献中同尺寸ＰＥＭ电解槽试验测试结果进行对比验证，仿真结果与文献试验测试结果基本吻合。基于此电解槽模型研究了流道高度、堵块、脊宽度等对ＰＥＭ电解槽性能的影响，从而优化流场结构。仿真结果显示，在研究设定的ＰＥＭ电解槽尺寸下，最佳流道高度为２ｍｍ；在流道顶部设置堵块可使扩散层内氧气质量分数下降约２．６％，膜电极平均温度下降２．２Ｋ左右，电解槽的电解电势减少０．０２３５Ｖ左右；流场脊宽度由２ｍｍ减小至１ｍｍ时，平均氧气质量分数下降约８．７％，膜电极平均温度下降６．２１Ｋ，电解槽电解电势下降０．０４Ｖ左右。优化后的流场结构有利于循环水带走扩散层内氧气，降低氧气气泡堵塞扩散层孔隙的可能性，减小传质阻力，增强传热过程，及时排出电解槽中多余热量，降低电解槽电解电势，提高电解槽性能和运行稳定性。关...
