研究PEM燃料电池冷却通道的传热

塞维利亚大学能源工程系的一个研究小组与AICIA和中国哈尔滨工业大学的合作者对聚合物电解质膜(PEM)燃料电池堆的冷却及其与膜中温度梯度的关系取得了更好的了解。

该研究基于对PEM燃料电池中蛇形冷却通道的传热的数值分析，评估了操作条件的影响，建立了传热性能的新相关性，即努塞尔特数。

结果表明，冷却剂质量流量和双极板热导率对PEMFC堆的制冷能力影响更大。该研究结果发表在《能源》杂志上。

电池堆的制冷在PEMFC电池堆的设计中起着重要作用，因为适当的冷却有助于减轻过大温度梯度导致的风险，而过大温度梯度会导致膜的降解和完整性的损害。因此，电池堆的制冷对PEM电池堆的效率和耐用性起着关键作用。

通过计算流体力学(CFD)模拟，研究了具有蛇形冷却通道的100cm2有效面积电池中PEM堆栈的制冷能力，并改变了冷却剂类型、质量流速、热接触阻、双极板材料和冷却通道设计。提出了一种适用于各种操作条件的新型传热相关性。

这项研究的主要成果是建立了一种适用于多种操作条件的PEM燃料电池堆努塞尔特数的新型相关性，这将有助于PEM燃料电池堆中的冷却系统设计，使研究人员能够预见设计是否最终会导致性能下降，从而有助于设计出具有更长耐用性和更高性能的燃料电池堆。

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