三周期极小曲面流场

高电密性能提升 34%

采用Gyroid三周期极小曲面结构的阴极流场，通过增强反应气体输运和氧气分布均匀性，显著提升质子交换膜燃料电池在高电流密度下的输出性能。

Mingwei, Li · Fu, Lirong · Liu, Jinyi · Qiu, Na

International Journal of Hydrogen Energy 2026

参数信息

电流密度

1.91 A/cm²

浓度损失

0.006 V

浓度损失降低幅度

58.04 %

技术优势

氧气分布更均匀

Gyroid结构增强了反应气体沿扩散层方向的输运，使催化剂层上的氧气分布更均匀，从而减小浓度损失。

浓度损失降幅近六成

在0.4 V时，浓度损失从0.0143 V降至0.006 V，降幅58.04%，说明传质阻力显著减小。

高电密下媲美金属泡沫

在高电流密度下，Gyroid流场的性能与金属泡沫流场相当，但结构上可能更易于制造和集成。

应用场景

• 燃料电池流场设计：用Gyroid结构替代传统蛇形或平行流场，直接改善气体分配。
• 高功率密度燃料电池：高电流密度下性能提升34%，有助于实现更高功率密度电堆。
• 氢能系统：提升燃料电池输出，间接降低氢耗，提高系统效率。
• 燃料电池测试：为测试提供一种新型流场结构，可作为性能对比的参考设计。