传统通道肋流场和气体扩散层(GDL)的缺点显著限制了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的传质和水管理能力,从而影响了体积功率密度。近日,天津大学Michael D. Guiver、Jiao Kui报道了一种无GDL的电极流场集成设计,该设计由石墨烯涂层的泡沫镍和超薄(9.1μm)碳纳米纤维膜组成。
本文要点:
1) 作为传统通道肋流场和GDL的替代方案,其显著减少了膜电极组件体积(90%)、反应物传输距离(96%)和浓度阻抗(88.6%),导致50%的功率密度增加。
2) 无GDL设计为集成电极流场的合理设计提供了一种有效策略,并将指导PEMFC在能源转换技术中的实际应用。作者发现,采用无GDL设计的PEMFC电堆可实现的峰值体积功率密度为9.8 kW L−1,与商用PEMFC电堆相比,增加了80%以上。
Chasen Tongsh et.al Fuel cell stack redesign and component integration radically increase power density Joule 2023
DOI: 10.1016/j.joule.2023.12.003
https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.12.003