关于电池性能的比较计算

在流道覆盖的区域比集电肋条覆盖的区域温度要高，这主要是由于流道前区域产生的热主要通过流体来传输，要比集电肋条前通过固体的热传导速率慢得多。对于PEMFC的运行，反应气的加湿对电池的性能具有重要的影响。保持基本工况下其他参数不变情况下，进行了不同阴极入口气体湿度下电池性能的比较计算。可以看出，相对湿度越高，电池的性能下降，这主要是由于空气加湿度增加使反应物浓度下降，特别是随流动过程反应的进行导致反应物供应不足，也即反应物的稀释造成了一定程度上电池性能的下降。

大电流密度工作时，在大湿度情况下的性能有所改善的原因是，阴极水量的增加，增大了反向扩散，一定程度上降低了阳极的失水，即膜的导电性能得到了提高的影响，而模型的求解却与单相流相似，而且增加的计算量不多，仅增加了一个求解液态水的组分守恒方程。应用模型数值求解了一个复杂的蛇型流道结构PEMFC单体，得到了电池内流动结构、物质浓度、温度和局部电流密度等的多维分布。结果表明，在流道人口附近的局部电流密度和阴极膜表面温度大于出口附近的区域，而活化过电位则小于出口附近。增大阴极反应气的相对湿度，由于稀释效应使电池性能下降，只在电流密度高的情况下有所改善。