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不同质量流量质子交换膜燃料电池性能的研究的开题报告.docx

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不同质量流量质子交换膜燃料电池性能的研究的开题报告

题目:不同质量流量下质子交换膜燃料电池性能研究

一、研究背景及意义

质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种高效、环保的新型能源装置已有广泛的应用前景,其在汽车、卫星、船舶等领域中的应用十分广泛。而燃料电池的实际运行情况中,燃料和氧气的流量密度会影响燃料电池的性能。因此,对于PEMFC的不同质量流量下的性能研究,有利于探究其适用的工作条件,指导燃料电池的应用。

二、研究内容及方法

(一)研究内容

本研究以PEMFC为研究对象,分别选定不同质量流量作为实验组,运用数值模拟和实验验证相结合的方法,探究以下性能指标在不同质量流量下的变化规律:

1.氢气和氧气的质量流量对PEMFC性能的影响。

2.不同质量流量下PEMFC输出电流和电压的变化规律。

3.燃料电池效率和能量转换效率随着质量流量变化的趋势。

(二)研究方法

1.SETSM模型建立:使用SolidWorks电脑辅助设计软件绘制燃料电池三维模型,并进行模拟。根据物理原理,使用COMSOLMultiphysics软件搭建两相流动数值模拟模型,分别模拟氢气和氧气的流动,并考虑化学反应产生的电子传输和离子传输的过程,模型建立完成后进行计算分析。

2.制作燃料电池:按照不同质量流量的参数要求,制作一组样品,样品包括质子交换膜、电极、氢氧气储存罐等部件。实验时通过改变氢氧气的流量来模拟不同的质量流量组,测量不同组合下的PEMFC的性能数据。

三、预期结果与研究意义

预期结果:

本研究旨在探究不同质量流量下的PEMFC性能,预期通过理论模拟和实验验证,得到以下一些结果:

1.质量流量对PEMFC输出电流、电压的变化规律。

2.质量流量对燃料电池效率和能量转换效率的影响趋势。

研究意义:

研究开展的结果对于指导PEMFC的工作条件及其合理运行,提高其能量利用率和效率具有重要的理论和实际应用价值,同时也可为全球清洁能源的研究提供新的思路和方法。

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