朱玉熙的论文《Two-dimensional gradient porosity design of cathode GDL and optimization based on artificial neural network to improve the electric-heat-mass uniformity》于2025年发表于International Communications in Heat and Mass Transfer期刊。本文提出了阴极GDL的孔隙率沿流动方向(Z方向)和电池结构方向(Y方向)同时改变的二维梯度孔隙率设计。结果表明,无论Z方向还是Y方向的梯度孔隙率设计显著提升了电,热,物质的均匀度,并且提升了电池的输出性能。当Z方向的孔隙率增加至0.8(ε1),Y方向的孔隙率增加至0.5(ε2)时获得了最大的输出性能,与具有相同且均匀孔隙率的结构相比,峰值净功率提升了1.57%。氧,水,电流密度,温度的均匀性分别提高了48.75%,36.75%,22.07%与59.69%。以净功率密度为最大值为目标,结合人工神经网络与粒子群算法,获得了具有最大净功率的二维孔隙率梯度(ε1=0.53,ε2=0.77)。将其应用于在阴极具有浣熊通道与梯度变矮流道中的PEMFC中时获得了比传统流道高1.01%和3.55%的输出性能。



