一种质子交换膜燃料电池的多尺度关联方法

摘要

本发明涉及一种质子交换膜燃料电池的多尺度关联方法，其特征在于，对质子交换膜燃料电池中耦合的传质传热、电化学反应等复杂物理化学现象进行从单电池及部件的宏观尺寸，到分别具有微米、亚微米和纳米多孔结构的气体扩散层、催化层和质子交换膜的微观尺度建模、多尺度关联及模拟。由于本发明提出的基于分形的建模方法在微观尺度采用机理建模方法，模型物理意义明了，准确度高。在微观模型与宏观模型耦合上采用参量传递方法，不仅能实现单电池内传递机理的多尺度关联，还能弥补现有多尺度模拟计算复杂的缺陷，有利于更加本质、客观地理解质子交换膜燃料电池内部的传递机理，为探索最优的多孔层微观结构及其优化设计提供一种崭新的手段。

主权项

一种质子交换膜燃料电池的多尺度关联方法，其特征在于:所述方法包括对质子交换膜燃料电池中耦合的传质传热、电化学反应的复杂物理化学现象进行从单电池及部件的宏观尺寸，到分别具有微米、亚微米和纳米多孔结构的气体扩散层、催化层和质子交换膜的微观尺度建模、多尺度关联及模拟,包括以下步骤：1)试验获取多孔层的微观结构数据和图像，并做分形和微观特征分析；2)建立膜电极多孔层的微观理论模型，研究微孔内的传质传热机理；3)建立单电池传递机理的多尺度关联模型，研究多孔层微观结构参数对电池性能影响。