波形流道质子交换膜电解槽性能分析与优化Performance analysis and optimization of proton exchange membrane electrolyzer with waveform channels
李瑞莹,王剑峰,黄吉光,张衡,王异林,米翠丽,陈海平
摘要(Abstract)：
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(KeyWords)： 质子交换膜;电解水制氢;模拟研究;流道设计
基金项目(Foundation):
作者(Author): 李瑞莹,王剑峰,黄吉光,张衡,王异林,米翠丽,陈海平
DOI: 10.19666/j.rlfd.202501035