《質子交換膜燃料電池膜電極空間結構的模擬及最佳化設計》是依託天津大學，由許莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：質子交換膜燃料電池膜電極空間結構的模擬及最佳化設計
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：許莉
- 依託單位：天津大學
- 批准號：20606025
- 申請代碼：B0809
- 負責人職稱：教授
- 研究期限：2007-01-01 至 2009-12-31
- 支持經費：24（萬元）
項目摘要
膜電極是PEMFC重要部件，其擴散層和催化劑層空間結構對催化劑利用率、氣液兩相傳質及反應效率有重大影響。而目前國內外所製備的膜電極中普遍存在以下問題：催化層沿厚度和沿流道方向上催化劑載量分配不合理、利用不充分；不重視擴散層與催化層間的過渡層結構，從而影響到傳質過程，因此有必要對膜電極空間結構進行研究及最佳化設計。本研究將利用Monte-Carlo法建立多尺度三維格點模型，細緻描述催化層、過渡層及擴散層內複雜多孔結構，分析催化層Pt/C、質子導體以及氣孔對催化劑利用率的影響，用隨機行走方法研究氣體和液體在膜電極各層中的擴散行為，建立不同的數學模型，並採用模組法將巨觀與微觀尺度的多個模型偶合起來，以深入研究膜電極內部空間結構對氣液兩相傳質、電化學反應過程的影響，並且研究雙極板上流道設計對膜電極空間結構的要求，最終考察其對電池性能和效率的影響，從而提出高效膜電極空間結構的最佳化設計。
