Hoge temperatuur polymere elektrolytmembraan brandstofcel (HT-PEMFC) kan worden toegepast in elektrische voertuigen en scheepsvoedingen.

De elektrolyt in de HT-PEMFC is echter geconcentreerd fosforzuur, dat tijdens de werking van de brandstofcel van de kathode naar de anode migreert, wat leidt tot herverdeling van fosforzuur en daardoor de meerfasenmassaoverdracht en elektrochemische reactie in de brandstofcel beïnvloedt.

Onlangs heeft een onderzoeksgroep onder leiding van Prof. Sun Gongquan en Prof. Wang Suli van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) een nieuw multicomponent meerfasenmodel ontwikkeld om de verdeling van fosforzuur en water te voorspellen. in HT-PEMFC, wat kan helpen om de effecten van materialen, structuren en bedrijfsomstandigheden op het meerfasentransport van water en fosforzuur beter te begrijpen.

De studie is gepubliceerd in AIChE Journal op 9 april.

De onderzoekers onderzochten het transportmechanisme van water en fosforzuur in de HT-PEMFC en de impact ervan op de prestaties van brandstofcellen door een driedimensionaal, niet-isotherm, meerfasig HT-PEMFC-model te construeren op basis van een sferisch agglomeraat-submodel met katalytische laag.

Dit model zou de prestaties van de brandstofcel kunnen voorspellen. Het omvatte een multicomponent meerfasig transport van fosforzuur en een watermodel, het sferische agglomeraatmodel met katalytische laag, het potentiële transportmodel en het energietransportmodel.

De simulatieresultaten toonden aan dat de fosforzuurconcentratie in de anode hoger was dan die in de kathode, en ongeveer 20% van het water dat door de kathode werd gegenereerd, diffundeerde naar de anode in de vorm van vloeibare fase.

"Deze studie biedt een theoretische basis voor de optimalisatie van het ontwerp van materialen, structuur en bedrijfsomstandigheden", zegt prof. Sun. + Verder verkennen

Nieuwe brandstofcellen die kunnen werken bij temperaturen tussen -20 en 200°C