入口流速对质子交换膜氢燃料电池性能影响的仿真研究

质子交换膜氢燃料电池是一种新型高效的电化学储能技术。其在低电压、高电流密度工况下，阴极产水速率较高。如果液态水不能及时排出，在气体扩散层积聚导致水淹，将大幅降低燃料电池性能，甚至无法工作。本文基于Ansys Fluent软件对质子交换膜燃料电池进行建模仿真，研究不同入口流速对电池性能以及内部状态的影响规律。结果表明，保持阴阳极入口质量流率比恒定，当流速提高时，电池中的液态水饱和度不断增大；当阳极入口质量流率超过8×10⁻⁶kg/s时，出现水淹现象，导致电池性能下降。本文的研究结果可以为燃料电池在高流速工况时的水管理提供有意义的参考。