摘要：质子交换膜（Proton exchange membrane,PEM）燃料电池中双极板（Bipolar plate,BPP）与气体扩散层（Gas diffusion layer,GDL）界面接触电阻对燃料电池电化学性能有着重要影响,而螺栓夹紧力又是影响接触电阻的关键因素之一。因此,针对PEM燃料电池中的双极板与气体扩散层,采用试验和有限元模拟相结合的方法研究螺栓夹紧力对接触电阻的影响。结果表明,随着螺栓夹紧力的增加,双极板与气体扩散层界面接触电阻呈下降趋势,起初下降较快,然后下降逐步平缓。基于有限元软件ABAQUS开发一个力—电耦合程序预测得到了双极板与气体扩散层界面接触电阻,其结果与试验结果吻合较好。同时采用有限元法分析螺栓夹紧力对气体扩散层孔隙率变化的影响。结果表明,随着螺栓夹紧力的增加,气体扩散层孔隙率降低,特别是双极板与气体扩散层接触圆角区域,下降最为明显。

关键词：接触电阻 双极板 气体扩散层 夹紧力 孔隙率 

单位：南京工业大学机械与动力工程学院 南京210009