质子交换膜电解槽中的气液两相流动模拟

质子交换膜电解池(PEMEC)是生产高纯度、低功耗氢气的最有前途的方法之一。但目前缺乏对于PEMEC的入口温度和膜厚度选择的相关研究。为此,本文建立了三维、两相、非等温质子交换膜水电解池模型,分析温度和膜厚度对PEMEC极化曲线、产氢速率以及电流密度和物质浓度的影响。结果表明,电解池性能取决于热量和电解槽结构的共同作用,提高入口温度可以有效提高催化层动力学反应速率,降低膜的欧姆电阻,促进性能的提高,工作温度从313.15 K提高到333.15 K会使电流密度升高4.2%。此外,降低膜厚度虽然可以明显提高性能和产氢速率,但会加速高电压下膜温度的升高。通过研究结论,可有助于电解槽开发过程选择适宜的入口温度和膜厚度,提高制氢效率,降低实验成本。

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本文档关键词:流动,中的,交换,电解槽,质子