密歇根理工大学推出氢燃料电池内部水流模型

据fuelcellsworks报道，密歇根理工大学公布了一项氢燃料电池内部水流数学模型。该模型旨在帮助缩短燃料电池的研发时间和提高燃料电池的效率。

燃料电池汽车最大的优势就是零污染，排放物只有水。但是，内部的水淹现象会阻碍燃料电池的电化学反应，从而大大减少电能的输送。考虑到车用燃料电池是由大量单个电池组合而成的电堆，因此单片电池的水淹会对整个燃料电池电堆造成很大影响。燃料电池内部在催化剂的作用下进行电化学反应，反应产生水的过程基本发生在多孔介质的传输层（porous transport layer，PTL）上，其厚度也就咖啡滤纸那么厚。但对于多孔介质的传输层上发生了怎样的反应很难弄清楚，因此要清楚氢气和空气如何在催化剂作用下反应，产生的水又如何除去。而要想弄清这一点主要是试验和误差分析的问题。

燃料电池中水的运动是随机的，密歇根理工大学课题组的工作人员试图利用数学模型预测其运动趋势。燃料电池在大电流下运行时，产生的水量多，水的均匀性比较好；而在小电流下时，水量少，不同水流对多孔介质的渗透情况不同。该团队通过将变量整合起来，推算出一个预测燃料电池内部水运动的数学模型。他们测试了4种PTL类型不同的燃料电池，发现内部水运动情况和模型预测相似度极高。同时还将温度和水的蒸发作为变量考虑，从而更好地完善模型。