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建立了一个具有蛇形通道,采用Nafion117膜单体质子交换膜燃料电池的三维数学模型,该模型同时考虑了流动、传热、传质、电化学动力学和多组分传输现象.通过求解传输方程组,并耦合电化学动力学方程,获得了电池的极化性能曲线和电池内部的反应物浓度、温度、速度分布.计算结果表明,增加电极孔隙率、提高电池运行温度和压力有助于改善电池性能.估算的极化性能与文献中的实验数据基本符合.分析了运行条件对电池性能的影响.