一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法，包括：S1、优化燃料电池电堆结构，根据电堆开发方向，明确水板的布置位置；S2、基于阴阳极流道的温度一致原则，建立阴阳极的GDL与MPL的厚度之间耦合关系式。本发明专利技术首先根据电堆开发方向，明确水板的布置位置，其次以良好的水管理为输入目标即阴阳极流道的温度一致，再去设计阴阳极的GDL与MPL的厚度设计关系；本发明专利技术能够很好的为碳纸的选型提供直接的数据帮助。接的数据帮助。接的数据帮助。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法。

技术介绍

[0002]燃料电池电堆中碳纸起着支撑、水气传输及电子传导作用，根据电堆的设计输入不同，碳纸的选型设计也不一样，阴阳极GDL(气体扩散层，材料为碳布或者碳纸)与MPL(微孔层)的厚度设计是电堆开发选型中重要的步骤；
[0003]电堆良好的水管理是决定电堆性能的关键，现有专利主要集中在碳纸的材料设计等方面的研究，考虑电堆整体的设计到碳纸的设计很少。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法，从水管理出发，根据电堆的水、氢、空极板的布置方式、温度分布，对阴阳极GDL与MPL厚度提供设计依据。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0006]一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法，包括以下步骤：
[0007]S1、优化燃料电池电堆结构，根据电堆开发方向，明确水板的布置位置；/>[0008]S2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、优化燃料电池电堆结构，根据电堆开发方向，明确水板的布置位置；S2、基于阴阳极流道的温度一致原则，建立阴阳极的GDL与MPL的厚度之间耦合关系式。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法，其特征在于，还包括步骤S3、在可选范围内确定阴阳极的GDL厚度值，并以此设计阴阳极的MPL厚度值。3.根据权利要求2所述的一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法，其特征在于，GDL的厚度范围为165
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200um。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法，其特征在于，步骤S1中，将水侧与氢侧加工在一块极板上，而空气侧极板为光板与空气极板匹配。5.根据权利要求4所述的一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法，其特征在于，燃料电池电堆在膜中的水传输过程，氢质子从阳极到阴极的传输需要拖拽水，即电拖，而阴极的水主要通过浓度扩散及压差扩散从阴极到阳极的传输，随着电堆电流密度的越来越大，电拖越来越强，而膜的厚度是一定，会出现在膜的两侧，阳极侧偏干而阴极侧偏湿的情况，为了保证膜两侧湿度均衡，也需要将水板布置在阳极侧，以降低阳极侧温度，降低水的饱和蒸气压。6.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法，其特征在于，步骤S2中，沿着流道方向极板及碳纸的布置依次为：阳极流道、阳极GDL、阳极MPL、阴极MPL、阴极GDL、阴极流道。7.根据权利要求6所述的一种燃料电池电堆阴阳极碳纸厚度设计方法，其特征在于，步骤S2具体包括：S21、收集MPL导热系数、GDL导热系数、流道温度、当前电堆电压、当前电堆电流密度参数；S22、根据以下公式(1)计算电堆本身产热量：Q＝(1.254
‑
V)*i＝(1.254
‑
0.65)*1.5
ꢀꢀ
(1)式中，Q为电堆单位面积的产热量，V为当前电堆电压，i为当前电堆电流密度；S23、根据以下公式(2)
‑
(5)分别计算每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏，廖世军，黄易元，唐廷江，杨海沦，刘骞，
申请(专利权)人：武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：