直接甲醇燃料电池稳态数学模型及阴极数值模拟

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hnnydbw2007
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
质子交换膜燃料电池作为燃料电池的一种,其研究的历史并不长,大约在20世纪的六十年代由美国人首先应用于航天.但在短短的几十年内,质子交换膜燃料电池就取得了突破性的进展,尤其是在商业化的进程中.发展电动汽车电源是当今世界的热门话题,也是推动质子交换膜燃料电池发展的主要动力.直接甲醇燃料电池是以含碳燃料替代纯氢,它的特点是来源丰富,价格便宜,尤其是液体甲醇容易携带.因此直接甲醇燃料电池在近几年受到相当的重视.目前对直接甲醇燃料电池的研究手段有实验研究和计算机模拟.随着计算机的不断发展和数学算法的改进,建立复杂的数学模型成为可能.目前来说建模的思路有以下几种:一是利用基本化学反应机理和物质传递现象进行理论分析;二是在实验的基础上提出经验公式,或者两者结合.数学模型的建立旨在于阐明电池内部传质、传热和电化学反应过程,对DMFC的工作过程有一个基本的认识,进而可以为优化设计和组装电池堆提供一定的可行性依据.该文遵循第一种思路,试图用一些基本控制方程来描述电池的行为.液态直接甲醇燃料电池是一个多相多组分的系统,因此,作为起步,该文对系统做了一定的简化.一个原电池可以由两个半电池组成,通过模拟半电池,反映整个电池的性能趋势.半电池系统为多组分单相系统.模型的控制方程包括质量守恒、动量守恒、组分守恒和电荷守恒方程.各个方程由于存在电化学反应相互耦合.用基于有限容积法的计算流体力学方法对方程进行求解.最后该文对多相系统作了初步的计算,计算阴极在由单相流动变为多相流动时的临界电流密度,为今后多相系统的模拟提供一定的准备工作.
其他文献
该文选择了NO-N这样一个新型的介质阻挡放电等离子体脱硝系统来研究等离子体NO还原技术.对于这样一个新型的技术和方法,该文从NO-N系统等离子体脱硝机理、等离子体产生方法、
该文从工程实际的需要出发,研究了影响系数动平衡法中不同品质影响系数对配效果的影响,并在实验的基础上提出了一种对影响系数进行定量化判断的指标——影响系数有效度.影响
本文通过对荣华二采区10
期刊
风轮系统作为风电机组最核心的部件之一,研究其在实际运行过程中的动态载荷变化特性以及气弹耦合过程特性是进行风电机组设计与优化,确保机组运行寿命及整体安全稳定的重要理论基础。以Beddoes-Leishman动态失速简化模型为基础,通过Matlab编程仿真分析了NACA0012翼型的动态失速特性。结果表明在翼型静态失速攻角变化范围内,翼型的失速攻角发生了明显延迟,动态升力系数较静态升力系数出现了明显的
直接空冷系统具有良好的换热特性、经济性和节水环保性,特别在我国西北缺水地区的火力发电厂中的应用越来越广泛。但是直接空冷系统的空冷凝汽器直接处在环境大气中,外界环境
本文主要讨论了如何利用VC++与SQL Server来实现管壳式换热器的计算机辅助设计,主要方向为管壳式换热器的工艺设计,大体包括以下几个方面的内容:将各种介质的临界物理性质都
金纳米材料独特的光学、电学、生物学以及纳米材料特性使其在包括生物医学在内的多个领域获得了广泛的应用,以金纳米材料为基础的各类新型检测器件在生物分子检测中显示出优异的性能。金纳米材料相关的制备方法可分为物理方法和化学方法两大类,本文基于液相化学还原方法制备了具有独特光学特性的纳米金等离子体芯片,并探索其在生物分子检测中的应用。纳米金等离子体芯片在近红外区域有显著的荧光增强效果,与普通的玻璃芯片相比可
混合动力汽车是近年来汽车工业界非常看好的节能、清洁汽车.该文在综述国内外混合动力汽车研发现状的基础上,利用美国可再生能源国家实验室开发的ADVISOR软件设计桑塔纳2000G
本文比较并分析了各种类型GHP系统经济性、设计了高效能的GHP系统,并对控制系统的软硬件设计进行了较为细致的研究。TP首先分析并比较了GHP系统的经济性。就GHP系统与常见的电