螺旋流场设计对PEM电解槽性能影响的模拟研究

摘要：

为提高质子交换膜(PEM)电解槽的性能,在一定的假设条件下,通过Comsol Multiphysics软件设计并模拟一种基于避免转角设计考虑的PEM电解槽阳极螺旋流场,对比不同形式的流场(平行流场、蛇形流场)对达到稳定运行时的电解槽电解电压、膜电极组件的平均温度和多孔传输层(PTL)的平均氧气质量分数的影响,并对新型流场设计的尺寸进行优化.仿真结果表明,新型螺旋流场设计性能最佳.和平行流场相比,电解槽的电解电压降低约0.05 V,膜电极平均温度降低约5.6 K,PTL内的平均氧气质量分数降低约13.9%,下降幅度达到60%.同时探究该螺旋流场的流道宽度和高度对PEM电解槽性能的影响.新型螺旋流场设计降低了电解电压和氧气气泡堵塞扩散层空隙的可能性,提高了电解槽运行的稳定性.

关键词：流场、PEM电解槽、电解电压、膜电极温度、氧气质量分数

所属期刊栏目：11

分类号：TK91

资助基金：中央高校基本科研业务费项目2022ZFJH004

在线出版日期：2023-09-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：295-302