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波形流道质子交换膜电解槽性能分析与优化
1
作者
李瑞莹
王剑峰
+4 位作者
黄吉光
张衡
王异林
米翠丽
陈海平
《热力发电》
北大核心
2025年第10期133-142,共10页
质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢具有广阔的应用前景,但仍存在设备成本高、耐久性不足等缺点。优化流道可以提高PEM的水热分布均匀性,延长电解槽的寿命。为了提高PEM电解槽性能,利用COMSOL仿真软件设计并模拟了三维...
质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢具有广阔的应用前景,但仍存在设备成本高、耐久性不足等缺点。优化流道可以提高PEM的水热分布均匀性,延长电解槽的寿命。为了提高PEM电解槽性能,利用COMSOL仿真软件设计并模拟了三维波形流道模型,研究不同频率波形结构电解槽的极化曲线、反应物与生成物分布以及温度分布,并探究增加波形结构后流速改变对电解槽性能的影响。结果表明,与传统的矩形流道相比,波形流道电解槽传热传质效果明显增强,具有更好的极化性能,当波形频率为1.0时,电解槽的电流密度提高了2.1%,阳极催化层平均气体体积分数降低了3.7%,综合性能最优。该结论可为PEM电解槽的流道设计提供一定参考。
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关键词
质子交换膜
电解水制氢
模拟研究
流道设计
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职称材料
题名
波形流道质子交换膜电解槽性能分析与优化
1
作者
李瑞莹
王剑峰
黄吉光
张衡
王异林
米翠丽
陈海平
机构
华北电力大学能源动力与机械工程学院
河北
建设投资集团有限责任公司
华北电力大学
热电
生
产
过程污染物监测与控制北京市重点实验室
河北省热电清洁高效热电联产技术创新中心
出处
《热力发电》
北大核心
2025年第10期133-142,共10页
基金
国家资助博士后研究人员计划(GZC20240464)。
文摘
质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢具有广阔的应用前景,但仍存在设备成本高、耐久性不足等缺点。优化流道可以提高PEM的水热分布均匀性,延长电解槽的寿命。为了提高PEM电解槽性能,利用COMSOL仿真软件设计并模拟了三维波形流道模型,研究不同频率波形结构电解槽的极化曲线、反应物与生成物分布以及温度分布,并探究增加波形结构后流速改变对电解槽性能的影响。结果表明,与传统的矩形流道相比,波形流道电解槽传热传质效果明显增强,具有更好的极化性能,当波形频率为1.0时,电解槽的电流密度提高了2.1%,阳极催化层平均气体体积分数降低了3.7%,综合性能最优。该结论可为PEM电解槽的流道设计提供一定参考。
关键词
质子交换膜
电解水制氢
模拟研究
流道设计
Keywords
proton exchange membrane
hydrogen production by electrolysis of water
simulation study
channel design
分类号
TQ116.2 [化学工程—无机化工]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
波形流道质子交换膜电解槽性能分析与优化
李瑞莹
王剑峰
黄吉光
张衡
王异林
米翠丽
陈海平
《热力发电》
北大核心
2025
0
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职称材料
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