セビリア大学エネルギー工学部の研究グループと中国のAICIAおよびハルビン工業大学の共同研究者は、高分子電解質膜(PEM)燃料電池スタックの冷却と温度勾配との関係について理解を深めることに成功した。膜の中で。

調査はサーペンタイン型の熱伝達の数値解析に基づいて行われました。冷却PEM 燃料電池内のチャネルを分析し、動作条件の影響を評価して、熱伝達性能、つまりヌッセルト数の新しい相関関係を確立します。

結果は、冷却剤の質量流量とバイポーラ プレートが決定されました。熱伝導率は、PEMFC スタックの冷凍能力に対してより高い効果を示しました。調査結果は次のとおりです出版された日記でエネルギー。

スタックの冷却は、デザイン適切な冷却は、膜の劣化や完全性への悪影響につながる過度の温度勾配によって引き起こされるリスクを軽減するのに役立つためです。したがって、スタックの冷却は、PEM スタックの効率と耐久性において重要な役割を果たします。

PEM スタックの冷凍能力は、次の方法で研究されました。数値流体力学100 cm での (CFD) シミュレーション²冷却剤の種類、質量流量、熱接触抵抗、バイポーラプレートの材質、および冷却チャネルの設計を変える、蛇行タイプの冷却チャネルを備えたアクティブエリアセル。包括的な動作条件に対して有効な、新しい熱伝達相関が提案されました。

この研究の主な結果 - PEM のヌッセルト数の新しい相関関係燃料電池スタック幅広い動作条件に使用できるため、PEM スタックの冷却システム設計が容易になり、研究者は設計が最終的に劣化につながるかどうかを予測できるようになり、より長い耐久性とパフォーマンスを備えたスタックの設計に貢献します。

詳細情報:Laura Gonzalez-Morán 他、PEM 燃料電池スタックの蛇行型冷却チャネルの熱伝達に関する数値研究、エネルギー（2024年）。DOI: 10.1016/j.energy.2024.132634