2023年 第03期
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为了提高质子交换膜（PEM）电解槽的性能，降低电压损耗，提升运行稳定性，在一定假设条件下，使用Comsol软件建立了全尺寸多通道的质子交换膜电解槽三维模型，并将仿真计算结果与文献中同尺寸PEM电解槽试验测试结果进行对比验证，仿真结果与文献试验测试结果基本吻合。基于此电解槽模型研究了流道高度、堵块、脊宽度等对PEM电解槽性能的影响，从而优化流场结构。仿真结果显示，在研究设定的PEM电解槽尺寸下，最佳流道高度为2 mm；在流道顶部设置堵块可使扩散层内氧气质量分数下降约2.6%，膜电极平均温度下降2.2 K左右，电解槽的电解电势减少0.023 5 V左右；流场脊宽度由2 mm减小至1 mm时，平均氧气质量分数下降约8.7%，膜电极平均温度下降6.21 K，电解槽电解电势下降0.04 V左右。优化后的流场结构有利于循环水带走扩散层内氧气，降低氧气气泡堵塞扩散层孔隙的可能性，减小传质阻力，增强传热过程，及时排出电解槽中多余热量，降低电解槽电解电势，提高电解槽性能和运行稳定性。
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主管
中国煤炭科工集团有限公司
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主办
煤炭科学研究总院有限公司
煤炭工业洁净煤工
程技术研究中心 -
主编
解强
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刊期
月刊
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ISSN
1006-6772
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CN
11-3676/TD
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作者：
- 王华
- 马晓锋
- 何勇
- 徐超群
- 朱燕群
- 王智化
单位：
- 浙江富兴海运有限公司；浙江大学能源清洁利用国家重点实验室
摘要：
关键词：
- 质子交换膜电解槽
- 流场结构
- 电解电势
- 氧气质量分数
- 膜电极温度
作者简介：
王华（1978－），男，浙江杭州人，硕士，工程师，。E-mail:6335144@qq.com
图表：
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引用格式：
王华，马晓锋，何勇，等. 流场结构对PEM电解槽性能影响模拟［J］.洁净煤技术，2023,29(3):78-84.
WANG Hua,MA Xiaofeng,HE Yong，et al.Simulation of the effect of flow channel structure on the performance of PEM electrolyzer［J］.Clean Coal Technology，2023,29(3):78-84.
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