质子交换膜燃料电池多孔层

质子传导影响最显著

揭示多孔层各向异性输运特性对燃料电池动态响应的影响规律，为材料结构设计提供依据。

刘青山 · Lan, Fengchong · 陈吉清 · 汪俊峰 · Zeng, Changjing

International Journal of Hydrogen Energy 2023

技术优势

明确质子电导率为首要优化目标

质子电导率对稳态过渡时间和过冲/下冲幅度影响最显著，设计多孔层时应优先提高质子传导能力。

识别电导率和扩散系数为次重点

电导率和扩散系数对动态性能影响相似且显著，设计时需综合考虑二者协同优化。

热导率和渗透率可放宽要求

热导率影响较小，渗透率影响最可忽略，多孔层设计中这两项可适当放宽。

应用场景

• 燃料电池膜电极设计：用于优化膜电极组件中多孔层的材料与结构，优先提升质子传导以改善动态响应。
• 氢能系统动态控制：为系统动态控制提供多孔层动态特性数据，支撑控制策略制定。
• 电堆热管理：热导率影响较小，热管理设计可适度简化，节省成本。