简介：微孔层在质子交换膜燃料电池中起着水-气-热-电传输的重要作用,在机械应力作用下的变形及微结构的破坏将严重影响这种传输作用.通过实验制备微孔层并进行表征,量测其应力-应变关系;基于实验表征获得的特性参数,随机数值重构出微孔层的三维微观结构;使用有限元方法模拟其在不同机械作用下的形变,分别获得碳颗粒和聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)在不同应变下的位移-应力分布.结果表明:机械作用会使微孔层微结构产生显著应变,且位于应力施加侧表面应力和应变最大,更易产生应力集中现象;随着机械应变的增加,在受力方向上,应力会呈指数形式增大;当应变为10%时,碳颗粒和PTFE上的应力的最大值约为31.385 MPa和14.873 MPa;当应变增加到40%时,应力的最大值变为160.03 MPa和96.165 MPa,此时应力集中最为明显;微孔层中应力集中区域会随着应变的增大而明显变大.展开
