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J-GLOBAL ID：201702215207564412   整理番号：17A1505043

プロトン交換膜燃料電池の3次元複雑な流れ場における2相流のモデリング【Powered by NICT】

Modeling two-phase flow in three-dimensional complex flow-fields of proton exchange membrane fuel cells

著者 (3件)： Kim Jinyong (Electrochemical Engine Center (ECEC), Department of Mechanical & Nuclear Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA) ,  Luo Gang (Electrochemical Engine Center (ECEC), Department of Mechanical & Nuclear Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA) ,  Wang Chao-Yang (Electrochemical Engine Center (ECEC), Department of Mechanical & Nuclear Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA)
資料名： Journal of Power Sources  (Journal of Power Sources)
巻： 365  ページ： 419-429  発行年： 2017年 
JST資料番号： B0703B  ISSN： 0378-7753  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： トヨタみらいが最近開発した3D微細メッシュ流れ場はプロトン交換膜(PEM)燃料電池スタックにおける水管理と物質移動を改善し,ロバストで高出力PEM燃料電池スタック性能に対するそれらの潜在的価値を示唆した。そのような複雑な流れ場では,Forchheimer慣性効果が高電流密度で支配的であった。本研究では,PEMFCの3次元の複雑な流れ場の2相流モデルを,初めて,複雑な3次元流れ場とその隣接したガス拡散層(GDL)内の液体水の挙動と物質移動の基礎となる機構を解明するためにForchheimer慣性効果を考慮して開発した。Forchheimer慣性効果は流れ場からの液体水除去を促進し,邪魔板の周りに,付加的な流れ抵抗,界面液体水と質量輸送を向上させるをことが分かった。結果として,高電流密度セル性能と操作安定性における実質的な改善は,3次元の複雑な流れ場を持つPEMFC,従来の流れ場とPEMFCと比較して期待されている。今後さらにkW当たりPEMFCスタックコストを低減するのに必要な高電流密度動作は,本モデルを用いた複雑な流れ場設計の最適化,効率的に大量の生成水を除去し,これにより質量輸送電圧損失を最小化するために必要とする。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： *二相流 ,  物質移動 ,  最適化 ,  電流密度 ,  *モデリング ,  邪魔板 ,  *三次元 ,  三次元流 ,  *流れ場 ,  水管理 ,  界面
準シソーラス用語： 液体水 ,  ガス拡散層 ,  慣性効果 ,  *プロトン交換膜 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 3次元複合流れ場 ,  PEMFC ,  Forchheimer効果 ,  液体水除去 ,  高電流密度

分類 (1件)： 燃料電池  (YB04040V)

タイトルに関連する用語 (5件)： プロトン交換膜燃料電池 ,  3次元 ,  流れ場 ,  2相流 ,  モデリング