In this study, the system efficiency of the PEMFC was evaluated at ele的简体中文翻译

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In this study, the system efficiency of the PEMFC was evaluated at elevated temperature and relative humidity conditions. Three-dimensional steady-state simulations were conducted in a unit cell of a PEMFC with a serpentine flow field. The system efficiency wasestimated by considering the fuel energy, the heat required for preheating/humidification and compression work. Operating parameters such as the temperature, relative humidity and stoichiometric ratio were optimized using the response surface methodology by considering both the power output and system efficiency. The system efficiency decreased with increasing current density because both the fuel energy and the thermal energy for preheating andhumidification linearly increased even though the increasing slope of the power density gradually decreased. The optimal operating parameters were 90.6℃, 100.0%, and 2.07 for the temperature, relative humidity, and stoichiometric ratio, respectively. In addition,the power output and system efficiency were 1.28 W and 15.8% at the optimal condition, respectively. The optimal condition led to a relatively high system efficiency with allowable cell voltage and power output. In addition, the power output increased with the increase in the operating temperature, but the system efficiency dramatically decreased because of the exponentially increased saturation vapor pressure and thermal energy for preheating/humidification. However, since the ionic conductivity of the membrane was strongly influenced by the relative humidity, the system efficiency can be more effectively improved by increasing relative humidity rather than increasing operating temperature.
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在这项研究中,在升高的温度和相对湿度条件下评估了PEMFC的系统效率。在具有蛇形流场的PEMFC的晶胞中进行了三维稳态仿真。<br>通过考虑燃料能量,预热/加湿和压缩工作所需的热量来估算系统效率。通过使用响应面方法,同时考虑了功率输出和系统效率,可以优化诸如温度,相对湿度和化学计量比之类的运行参数。系统效率随着电流密度的增加而降低,因为用于预热和燃烧的燃料能量和热能<br>即使功率密度的增加斜率逐渐减小,加湿也线性增加。温度,相对湿度和化学计量比的最佳操作参数分别为90.6℃,100.0%和2.07。此外,<br>在最佳条件下,功率输出和系统效率分别为1.28 W和15.8%。最佳条件在允许的电池电压和功率输出的情况下导致了相对较高的系统效率。另外,功率输出随着工作温度的升高而增加,但是由于用于预热/加湿的饱和蒸气压和热能呈指数增加,系统效率急剧下降。但是,由于膜的离子电导率受相对湿度的强烈影响,因此通过增加相对湿度而不是增加操作温度可以更有效地提高系统效率。
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在本研究中,在高温和相对湿度条件下对PEMFC的系统效率进行了评估。在带蛇形流场的 PEMFC 单元单元单元中进行了三维稳定状态模拟。系统效率是<br>通过考虑燃料能量,估计预热/加湿和压缩工作所需的热量。通过兼顾功率输出和系统效率,利用响应表面方法优化了温度、相对湿度和温度比等操作参数。系统效率随着电流密度的增加而降低,因为预热和热能的燃料能和热能<br>尽管功率密度的增加坡度逐渐降低,但加湿线性增加。温度、相对湿度和温度比的最佳运行参数分别为90.6°C、100.0%和2.07。另外<br>功率输出和系统效率在最佳条件下分别为1.28W和15.8%。最佳条件导致相对较高的系统效率与允许的电池电压和功率输出。此外,发电量随着运行温度的升高而增加,但由于预热/加湿的饱和蒸汽压力和热能呈指数级增长,系统效率急剧下降。然而,由于膜的离子电导率受到相对湿度的强烈影响,因此可以通过增加相对湿度而不是增加运行温度来更有效地提高系统效率。
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在这项研究中,系统效率的质子交换膜燃料电池进行了评估,在高温和相对湿度的条件下。在具有蛇形流场的质子交换膜燃料电池单元中进行了三维稳态模拟。系统效率高<br>通过考虑燃料能量、预热/加湿和压缩工作所需的热量进行估算。采用响应面法,综合考虑系统的功率输出和效率,优化了温度、相对湿度和化学计量比等操作参数。系统效率随着电流密度的增加而降低,这是因为预热和冷却所需的燃料能量和热能都会增加<br>即使功率密度的增加斜率逐渐减小,加湿量也呈线性增加。最佳操作参数为温度90.6℃,相对湿度100.0%,化学计量比2.07。此外,<br>在最佳条件下,输出功率为1.28w,系统效率为15.8%。在电池电压和输出功率允许的条件下,系统效率较高。此外,功率输出随工作温度的升高而增加,但由于饱和蒸汽压和预热/加湿热能呈指数增加,系统效率急剧下降。然而,由于膜的离子导电性受相对湿度的影响很大,因此通过增加相对湿度而不是提高操作温度可以更有效地提高系统效率。
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