2023.3Vol.47No.3研究与设计收稿日期：2022-08-16基金项目：国家自然科学基金项目(21676257)作者简介：靳遵龙(1973—)，男，河南省人，教授，博士，博士生导师，主要研究方向为微尺度气液两相传递强化及燃料电池技术。通信作者：韩旭，E-mail：852229515@qq.com基于默里定律设计的PEMFC阴极分配器研究靳遵龙1，韩旭1，霍东方2，刘杨2(1.郑州大学机械与动力工程学院，河南郑州450001；2.华能河南中原燃气发电有限公司，河南郑州450001)摘要：为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)中流道内气体分布的均匀性，对燃料电池的流道分配器的结构进行了研究。结果表明：传统的分配器结构会导致通道间的压降差异较大，氧气分布的均匀性差，电池输出功率低。随着增加分配器主通道的宽度，压降差异有所减小，氧气分布的均匀性略有提高。而基于默里定律设计的新型分配器结构可以提高15.67%的通道压降和79.48%的氧气分布均匀性，电池的输出功率也提高约25.2%。最后通过计算推导表明：增加流场中的平均压降和减少通道间的压降差异可以改善气体分布的均匀性。关键词：燃料电池；默里定律；分配器中图分类号：TM911文献标识码：A文章编号：1002-087X(2023)03-0353-04DOI:10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.018StudyofPEMFCcathodedistributordesignedbasedonMurray'slawJINZunlong1,HANXu1,HUODongfang2,LIUYang2(1.SchoolofMechanicalandPowerEngineering,ZhengzhouUniversity,ZhengzhouHenan450001,China;2.HuanengHenanZhongyuanGasPowerGenerationCo.,Ltd.,ZhengzhouHenan450001,China)Abstract:Toimprovetheuniformityofgasdistributionintheprotonexchangemembranefuelcell(PEMFC),thestructureofthefuelcell'sdistributorwasstudied.Theresultsshowthattheconventionaldistributorleadstolargedifferencesinpressuredropbetweenchannels,pooruniformityofoxygendistributionandlowoutputpower.Withincreasingthedistributorwidth,thedifferenceofpressuredropsdecreasesandtheuniformityofoxygendistributionslightlyimproves.ThenewdistributordesignedbasedonMurray'slawcanimprovethechannelpressuredropby15.67%andtheoxygendistributionuniformityby79.48%,theoutputpoweroffuelcellisalsoincreasedby25.2%.Finally,thederivedcalculationsshowthatincreasingtheaveragepressuredropintheflowfieldandreducingthepressuredropdifferencebetweenchannelscan...
