7月3日，汽車學院張存滿教授團隊題為“Performance modeling and mechanism study of proton exchange membrane water electrolyzer coupled with water electroosmosis”的研究性論文在線發表於Elsevier旗下高影響力綜合期刊《能源轉換和管理》（Energy Conversion and Management）▶️。

質子交換膜電解水製氫是一種極具潛力的高效綠氫製備技術💇🏽‍♀️，運行過程中涉及復雜的物理現象。水電滲是電解槽在實際運行過程中不可忽視的重要現象，影響電解槽的性能與特征分布。現有質子交換膜電解槽的多物理場耦合模型研究中，恰恰忽略了水電滲因素🧑🏿‍🎓，導致現有模型對電解槽性能預測存在較大的偏差。

該研究針對質子交換膜電解槽構建了三維全尺寸兩相模型🧑‍🧒，模型耦合了流體動力學、電化學反應動力學👽👨‍🦲、質量傳遞🤵、熱量傳遞、水氣兩相流等多個物理過程👨‍🔬，且首次將水電滲因素引入模型👮🏿，並通過實驗修正模型的準確性🔓🦶🏿。首先，采用構建的新模型🧏🏽‍♀️，預測了不同電解電壓下電解槽的兩相流動、傳熱傳質特性和水電滲的變化🖲；其次，探究了影響水電滲現象的重要結構參數——多孔傳輸層（孔隙率和厚度）與質子交換膜💃🏼，從多個指標探究其對電解槽性能🙅🏽‍♂️、傳熱傳質特性以及水電滲的影響🧨；最後，通過優化新模型💑，在選定多孔傳輸層的結構參數與膜類型的條件下實現電解槽的歐姆電阻變化規律預測👋。上述研究成果對完善質子交換膜電解槽多物理場耦合建模👩🏻‍🦰、由於水電滲引起的陰極側水管理以及電解槽性能優化提供了科學依據。

該研究主要由恒达平台汽車學院張存滿教授團隊完成🏋🏽‍♀️👩🏿‍🚒，博士研究生陳靜嫻為論文第一作者，呂洪副教授為通訊作者😵。研究得到了國家自然科學基金、上海市科技創新行動計劃以及上海智能新能源汽車科創功能平臺的支持。（史靜遠）

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890424006940