PEM燃料电池气体分配、质量传递与电化学模型及应用的中期报告燃料电池是一种转化化学能为电能的装置，其中的质子交换膜(PEM)燃料电池是最为广泛应用的一种类型。它具有高效、低污染、低噪音、轻便以及易于控制等优点。但是，PEM燃料电池的设计和优化仍然是多学科、多尺度、多物理过程的挑战。本文旨在介绍PEM燃料电池气体分配、质量传递和电化学模型的中期研究进展，并探讨其在实际应用中的潜力。气体分配PEM燃料电池系统中，气体分配的均匀性是影响性能的重要因素之一。目前的气体分配策略包括单流道、双流道和多流道。数值模拟和实验研究表明，利用双流道或多流道策略能更好地实现气体分配的均匀性。质量传递PEM燃料电池中的质量传递包括氢气和氧气的传递以及水的传递。氢气和氧气的传递可由Fick定律描述，而水的传递则需要考虑压差、温度梯度和膜湿度等因素。对于水分传输，目前的研究主要集中在微观尺度上的分析和建模，在宏观尺度上的较少。电化学模型电化学模型是PEM燃料电池研究中的一个核心问题，它描述了电化学反应和燃料电池内部的物理和化学过程。常用的电化学模型包括初代金属模型、扩散-反应模型、多物理场模型以及基于熵生产的模型。近年来，越来越多的研究关注将多物理场模型与计算流体动力学(CFD)方法相结合，以更好地模拟PEM燃料电池系统。应用前景PEM燃料电池的应用前景非常广阔，涵盖了交通运输、家庭和工业用电、安全电源和储能等多个领域。近年来，我国政府对于新能源汽车和燃料电池的发展提出了明确的战略规划和政策支持，这为PEM燃料电池的应用和开发提供了更多的机遇和挑战。