Schematisk beskrivning av katodkatalysatorskiktet baserat på agglomeratantagandet. Kredit:Sun Mu
Högtemperaturpolymerelektrolytmembranbränslecell (HT-PEMFC) kan användas i elfordon och marina kraftaggregat.
Elektrolyten i HT-PEMFC är emellertid koncentrerad fosforsyra, som migrerar från katoden till anoden under bränslecellsdrift, vilket leder till omfördelning av fosforsyra och därigenom påverkar den flerfasiga massöverföringen och den elektrokemiska reaktionen inuti bränslecellen.
Nyligen utvecklade en forskargrupp ledd av prof. Sun Gongquan och prof. Wang Suli från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) en ny flerkomponents flerfasmodell för att förutsäga fördelningen av fosforsyra och vatten i HT-PEMFC, som kan hjälpa till att bättre förstå effekterna av material, strukturer och driftsförhållanden på flerfastransporten av vatten och fosforsyra.
Studien publicerades i AIChE Journal den 9 april.
Forskarna utforskade transportmekanismen för vatten och fosforsyra inuti HT-PEMFC och dess inverkan på bränslecellsprestanda genom att konstruera en tredimensionell, icke-isotermisk, flerfasig HT-PEMFC-modell baserad på en katalytiskt lager sfärisk agglomerat-undermodell.
Denna modell skulle kunna förutsäga bränslecellens prestanda. Den inkluderade multikomponent multifastransport av fosforsyra och vattenmodell, modellen för sfäriska agglomererat katalytiska skikt, potentiell transportmodell och energitransportmodellen.
Simuleringsresultaten visade att fosforsyrakoncentrationen i anoden var högre än den i katoden, och cirka 20 % av vattnet som genererades från katoden diffunderade till anoden i form av flytande fas.
"Denna studie ger en teoretisk grund för optimering av utformningen av material, struktur och driftsförhållanden", säger Prof. Sun. + Utforska vidare
