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第４０卷第３期山东建筑大学学报Ｖｏｌ.４０Ｎｏ.３
２０２５年６月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＤＯＮＧＪＩＡＮＺＨＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＪｕｎ.２０２５
ＤＯＩ:１０.１２０７７/ｓｄｊｚ.２０２５.０３.００７
基于ＣＦＤ的单通道质子交换膜电解槽性能分析
王玉坤ꎬ朱相源ꎬ毛煜东ꎬ刘吉营∗
(山东建筑大学热能工程学院ꎬ山东济南２５０１０１)
摘要:质子交换膜电解槽是清洁无污染、有前景的电解水制氢装置ꎬ对其进行研究ꎬ有助于提高电解槽的电化学
性能ꎮ文章建立了一个完整的三维两相非等温传热传质电解槽模型ꎬ并分析了多个电池工作参数对电解槽安
全性和效率的影响ꎮ结果表明:增加入口水流速和膜厚度使阳极催化剂层平均温度分别降低了１.４０和２.３１Ｋꎬ
提高了电解槽的安全性ꎻ使电解槽内阳极侧的氧气体积分数分别降低了２６.８８８％和２５.４１４％ꎬ阴极侧的氢气体
积分数分别降低了１２.６６７％和９.２４７％ꎬ不利于电解槽氢气和氧气的析出ꎮ
关键词:质子交换膜电解槽ꎻ传热传质ꎻ工作参数ꎻ温度安全性ꎻ产气效率
－－－
中图分类号:ＴＱ１５１.１文献标识码:Ａ文章编号:１６７３７６４４(２０２５)０３００５３０９
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｓｉｎｇｌｅｃｈａｎｎｅｌｐｒｏｔｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅ
ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒｂａｓｅｄｏｎＣＦＤ
ＷＡＮＧＹｕｋｕｎꎬＺＨＵＸｉａｎｇＹｕａｎꎬＭＡＯＹｕｄｏｎｇꎬＬＩＵＪｉｙｉｎｇ∗
(ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＪｉｎａｎ２５０１０１ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｐｒｏｔｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅ(ＰＥＭ)ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｅｒｉｓａｃｌｅａｎꎬｐｏｌｌｕｔｉｏｎ￣ｆｒｅｅａｎｄｐｒｏｍｉｓｉｎｇ
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ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌꎬｔｗｏ￣ｐｈａｓｅꎬｎｏｎ￣ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｈｅａｔａｎｄｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅ
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初级会计持证人
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