关键词：气体扩散层;多孔介质;界面;微尺度;机械应力;孔尺度模型;传输特性
摘 要：气体扩散层（GDL）多孔介质由多孔传输层（PTL）和微孔层（MPL）两个结构差异显著的组件构成，PTL/MPL界面对电池的性能有不可忽视的影响。为了深入研究机械应力对PTL/MPL界面上传输特性的影响，首先利用X射线断层扫描表征商用GDL，重构出界面三维微尺度结构。随后使用有限元方法模拟界面在不同机械压缩比下的应力、应变和微结构参数分布。最后利用孔尺度模型获得机械压缩比与各向异性有效传输特性的关系。研究表明，40%的机械压缩比导致界面上的孔隙率减小了40%，平均孔径下降了近60%。此外，平面内方向的曲度增加了61%，气体扩散率降低了52%，传导率增加了一倍；厚度方向上曲度增加了一倍，气体扩散率降低了67%，有效传导率增加了3倍。
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