《鹼性陰離子交換膜(AAEM)燃料電池水熱管理研究》是依託天津大學，由焦魁擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鹼性陰離子交換膜(AAEM)燃料電池水熱管理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：焦魁
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鹼性陰離子交換膜(AAEM)燃料電池具有排放低、功率密度高、啟動迅速的特點，並且很有希望解決成本和耐久性這兩大難題，成為可持續發展的綠色動力源。水熱管理是影響AAEM燃料電池性能與成本的關鍵因素之一，而有效的水熱管理建立在對傳輸過程深入了解的基礎上，但目前還有許多傳熱傳質方面的問題需要研究。本項目將從基本的傳熱傳質理論出發，通過理論分析、數值模擬和實驗測試，深入研究內部複雜的傳輸過程，理解和掌握傳熱傳質機理，並獲得各種設計與工況（如流道設計、工作溫度）對不同傳輸特徵（如陰離子和電子的傳輸、水的相變）的影響規律。在此基礎上，揭示設計、工況、傳輸過程和巨觀性能的關係，探討水熱管理的基本規律和控制方法，為提高性能提供理論依據。這一研究對於深入認識AAEM燃料電池傳熱傳質機理，發展AAEM燃料電池傳熱傳質理論有重要的科學意義，對提高性能和降低成本也有很高的實用價值。
結題摘要
鹼性陰離子交換膜(AAEM)燃料電池擁有排放低、功率密度高、啟動迅速等特點，在成本和耐久性上更具優勢，有很大的潛力成為可持續發展的綠色動力源。而水熱管理作為決定AAEM燃料電池性能與成本的關鍵因素之一，目前在許多傳熱傳質方面仍然面臨著很多問題，因此基於對傳輸過程深入了解，找出有效的水熱管理方法，具有十分重要的理論和實際意義。本項目從基本的傳熱傳質理論出發，通過理論分析、數值模擬和實驗測試，深入探究了AAEM燃料電池內部複雜的傳輸過程，理解並掌握了傳熱傳質機理，並獲得各種設計與工況（如電極設計、工作濕度）對不同傳輸特徵（如陰離子和電子的傳輸、水的相變）的影響規律。在此基礎上，揭示了設計、工況、傳輸過程和巨觀性能的關係，探討了水熱管理的基本規律和控制方法，為提高性能提供了理論依據。依託本項目，項目負責人共發表SCI收錄論文35篇(第一或通訊作者34篇，第二作者1篇)，已被引用200餘次；2015年受邀在英國愛丁堡舉行的Low Carbon Energy Workshop上做特邀報告Fuel Cell Vehicles and Related Heat and Mass Transfer Issues，2016年應邀參加了在印度舉辦的首屆金磚五國青年科學家論壇，以及應美國福特公司邀請，在迪爾伯恩訪問並作學術報告；還參加了2016年的美國電化學年會，2014(韓國)和2016(西班牙)年的國際氫能大會，以及2013，2015，2016年的全國工程熱物理年會(傳熱傳質分會和多相流分會)，均做了口頭報告。目前項目負責人指導博士研究生10人、碩士研究生10人，所指導學生中已有5人獲研究生國家獎學金。此外，還有本科生參與了此項目，並獲大學生創新挑戰杯全國二等獎。
