波形流道质子交换膜电解槽性能分析与优化

李瑞莹; 王剑峰; 黄吉光; 张衡; 王异林; 米翠丽; 陈海平

doi:10.19666/j.rlfd.202501035

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波形流道质子交换膜电解槽性能分析与优化

发电技术论坛 | 更新时间：2025-11-04

- 波形流道质子交换膜电解槽性能分析与优化
- Performance analysis and optimization of proton exchange membrane electrolyzer with waveform channels
- 热力发电 2025年第10期页码：133-142
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家资助博士后研究人员计划（GZC20240464）~~
- DOI：10.19666/j.rlfd.202501035
  中图分类号：
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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李瑞莹, 王剑峰, 黄吉光, 等. 波形流道质子交换膜电解槽性能分析与优化[J]. 热力发电, 2025,(10):133-142.

Performance analysis and optimization of proton exchange membrane electrolyzer with waveform channels[J]. Thermal power generation, 2025, (10): 133-142.
李瑞莹, 王剑峰, 黄吉光, 等. 波形流道质子交换膜电解槽性能分析与优化[J]. 热力发电, 2025,(10):133-142. DOI： 10.19666/j.rlfd.202501035.

Performance analysis and optimization of proton exchange membrane electrolyzer with waveform channels[J]. Thermal power generation, 2025, (10): 133-142. DOI： 10.19666/j.rlfd.202501035.

摘要

质子交换膜（proton exchange membrane

PEM）电解制氢具有广阔的应用前景，但仍存在设备成本高、耐久性不足等缺点。优化流道可以提高PEM的水热分布均匀性，延长电解槽的寿命。为了提高PEM电解槽性能，利用COMSOL仿真软件设计并模拟了三维波形流道模型，研究不同频率波形结构电解槽的极化曲线、反应物与生成物分布以及温度分布，并探究增加波形结构后流速改变对电解槽性能的影响。结果表明，与传统的矩形流道相比，波形流道电解槽传热传质效果明显增强，具有更好的极化性能，当波形频率为1.0时，电解槽的电流密度提高了2.1%，阳极催化层平均气体体积分数降低了3.7%，综合性能最优。该结论可为PEM电解槽的流道设计提供一定参考。

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