【摘 要】
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风冷燃料电池在无人机上应用具有较大的优势，但其仍然面临着性能低，水热管理复杂等问题。本研究采用数值模拟研究了阴阳极流道顺流、逆流以及交叉流布置方式对风冷燃料电池性能的影响，讨论了各物理量之间的耦合机制。研究发现阴极流道布置对风冷燃料电池关键物理量分布影响显著，受水含量分布不均影响，交叉流布置催化层中电流密度分布呈现孤立点状分布，相较于顺流流道布置与逆流流道布置，交叉流流道布置具有较好的热管理特性，
【机 构】
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西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室
【基金项目】
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国家重点研发计划（2021YFB4001701）； 陕西省杰出青年科学基金（2019JC-01）；
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风冷燃料电池在无人机上应用具有较大的优势，但其仍然面临着性能低，水热管理复杂等问题。本研究采用数值模拟研究了阴阳极流道顺流、逆流以及交叉流布置方式对风冷燃料电池性能的影响，讨论了各物理量之间的耦合机制。研究发现阴极流道布置对风冷燃料电池关键物理量分布影响显著，受水含量分布不均影响，交叉流布置催化层中电流密度分布呈现孤立点状分布，相较于顺流流道布置与逆流流道布置，交叉流流道布置具有较好的热管理特性，能够显著提高膜电极中水含量，继而提升风冷燃料电池性能，在0.6 V操作电压下，交叉流流道布置电流密度相比较顺流流道设计提升了约20%，此外研究还发现，环境相对湿度的降低会显著降低风冷燃料电池性能。
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