2023.1Vol.47No.1研究与设计收稿日期：2022-06-15基金项目：山西省科技重大专项(20181102019)；山西省高等学校科技成果转化培育项目(2020CG039)作者简介：王国庆(1996—)，男，山西省人，硕士研究生，主要研究方向为燃料电池的仿真设计。通信作者：何振峰，王超大面积双极板质子交换膜燃料电池仿真与实验王国庆1，何振峰1，王超2，王学科3(1.中北大学化学工程与技术学院，山西太原030051；2.中北大学材料科学与工程学院，山西太原030051；3.北京航天发射技术研究所，北京100076)摘要：合适的流场能提高燃料电池性能以及燃料的利用率，仿真模拟可以作为流场板设计与优化的重要工具。通过Fluent软件，对509cm2的大面积燃料电池进行了101和200kPa两种不同操作压力下的数值模拟。仿真结果表明：在不同的操作压力下，燃料浓度沿流动方向均呈现出降低的趋势，并且随着操作压力的增加，各组件的气体分布均匀性更高，燃料电池的输出电流密度也越高。燃料电池仿真的极化曲线与实验结果吻合较好，该电池结构在燃料电池实际工程化应用方面具有一定的参考价值。关键词：燃料电池；膜；大面积双极板；仿真中图分类号：TM911文献标识码：A文章编号：1002-087X(2023)01-0075-04DOI:10.3969/j.issn.1002-087X.2023.01.017SimulationandexperimentalstudyonlargeareabipolarplateprotonexchangemembranefuelcellWANGGuoqing1,HEZhenfeng1,WANGChao2,WANGXueke3(1.SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,NorthUniversityofChina,TaiyuanShanxi030051,China;2.CollegeofMaterialsScienceandEngineering,NorthUniversityofChina,TaiyuanShanxi030051,China;3.BeijingSpaceLaunchTechnologyResearchInstitute,Beijing100076,China)Abstract:Appropriateflowfieldcanimprovefuelcellperformanceandfuelutilizationrate.Simulationcanbeusedasanimportanttoolforflowfieldplatedesignandoptimization.ThroughtheFluentsoftware,thispapercarriedoutthenumericalsimulationofthe509cm2largeareafuelcellattwodifferentoperatingpressuresof101kPaand200kPa.Underdifferentoperatingpressures,thefuelconcentrationshowsadecreasingtrendalongtheflowdirection,andastheoperatingpressureincreases,thegasdistributionuniformityofeachcomponentishigher,andtheoutputcurrentdensityofthefuelcellishigher.Thepolarizationcurveoffuelcellsimulationisingoodagreementwit...
