一种燃料电池电化学性能的确定方法

专利主权项内容

1.一种燃料电池电化学性能的确定方法，其特征在于该方法的步骤包括：第一步，建立燃料电池的结构模型，建立的结构模型包括五个区域，五个区域分布为阳极气体扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层和阴极气体扩散层；第二步，根据燃料电池结构参数对第一步建立的燃料电池的结构模型的五个区域的长度方向分布进行赋值，并划分网格；第三步，生成结构模型中阴极催化层的孔径分布曲线；第四步，根据第三步生成的孔径分布曲线确定阴极催化层的物性参数；第五步，利用第四步确定的物性参数求解燃料电池的气相输运方程得到气相组分中的氢气输运源项与燃料电池电流密度的关系、气相组分中的氧气输运源项与燃料电池电流密度的关系，求解燃料电池的液相输运方程得到液相组分中的液态水输运源项与燃料电池电流密度的关系；第六步，给定第一步建立的燃料电池的结构模型输出电压，求解第二步中结构模型中每个网格点的电子守恒方程，得到每个网格点的电子电势，求解每个网格点的质子守恒方程，得到每个网格点的质子电势，再根据每个网格点的电子电势和质子电势得到燃料电池的电流密度；利用第五步确定的气相组分中的氧气输运源项与燃料电池电流密度的关系，对每个网格点的电子电势和质子电势进行修正，根据得到的所有网格点的电子电势得到电子电势的空间分布，根据得到的所有网格点的质子电势得到质子电势的空间分布，再根据每个网格点的电子电势和质子电势得到修正后的燃料电池电流密度；第七步，改变燃料电池结构模型的输出电压，求解燃料电池的气相输运方程得到输出电压下的气相组成分布，求解燃料电池的液相输运方程得到输出电压下的液相组成分布，求解结构模型中每个网格点的电子守恒方程得到电子电势，求解结构模型中每个网格点的质子守恒方程得到质子电势；根据得到的电子电势和质子电势确定电流密度，依据电流密度和输出电压，计算功率密度，根据不同输出电压下的电流密度和功率密度，输出电压电流密度曲线、功率密度曲线用于表征燃料电池电化学性能。