瑞典隆德大學能源科學系本特·桑登教授等人于2020年2月公開發表論文“Computational analysis of the impact of a micro porous layer (MPL) on the characteristics of a high temperature PEMFC”將微孔層（MPL）技術添加進高溫質子交換膜燃料電池電池（HT-PEMFCs）中，并以三維單通道蛇形流場高溫質子交換膜燃料電池為研究模型，進一步研究了添加微孔層（MPL）對高溫質子交換膜燃料電池（HT-PEMFCs）中熱傳輸和電池性能的影響。

高溫質子交換膜燃料電池（HT-PEMFCs）相對于低溫環境下工作的質子交換膜燃料電池（PEMFCs），優勢在于不用擔心其催化劑CO中毒、水管理、熱管理以及進氣濕度等諸多問題。而高溫質子交換膜燃料電池（HT-PEMFCs）面臨的主要挑戰就是如何在高溫下保持質子交換膜的性能。本特·桑登教授等人分別在陰陽極兩側的氣體擴散層和催化層中間添加了微多孔層（MPL），使用三維數值單相模型以及試驗研究其對電池內部各相傳輸和電池性能的影響。

通過模擬仿真與試驗驗證，輸出的極化曲線結果如圖1所示，可以看出在相同電壓條件下，微孔層（MPL）電池的電流密度均高于無微孔層（MPL）電池的電流密度，也就意味著微孔層（MPL）電池的輸出功率同樣均高于無微孔層電池。

圖1.實驗數據與模擬仿真對比的極化曲線

而有無微孔層（MPL）這兩種情況的電池內部橫截面溫度如圖2所示，當電流密度為0.6A/cm2時，微孔層（MPL）電池的內部橫截面溫度是要低于無微孔層（MPL）電池的，也說明了微孔層（MPL）的添加可以有效控制電池內部過高的溫度，可以使得電池狀態更加的穩定。

圖2.電池內部橫截面溫度

最后是有無微孔層（MPL）這兩種情況下電池的膜內溫度如圖3所示，通過圖片我們可以清楚的看到，當無微孔層（MPL）時，電池膜內局部最高溫度不僅要高于有微孔層（MPL）的電池，而且整個膜的溫度分布也沒有微孔層（MPL）電池均勻，因此添加了微孔層（MPL）的電池，其穩定性更加出色。

圖3.電池內部橫截面溫度

此項研究結果揭示了在陽極和陰極側的催化層和氣體擴散層之間加入了與氣體擴散層不同物理性質的微孔層，可以為高溫質子交換膜燃料電池提供一個更均勻的電池內部溫度分布，并且能夠使電池的最大輸出功率增加35%左右。研究成果證明了使用微孔層的有效性，為燃料電池領域的熱管理以及提高輸出性能提供了參考方向。

(本文引自瑞典隆德大學能源科學系本特·桑登教授等人于2020年2月公開發表論文“Computational analysis of the impact of a micro porous layer (MPL) on the characteristics of a high temperature PEMFC”)

原文參考：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468619324247

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