摘要
质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种高效、清洁的能源转换装置，在近年来受到了广泛关注。
气体扩散层（GDL）作为PEMFC的关键组件之一，其内部的水气输送过程对电池的性能和寿命有着重要影响。
传统的宏观模型难以准确描述GDL内部复杂的多孔结构和多相流现象，而基于多相流格子Boltzmann方法（LBM）的模拟仿真为深入理解和优化GDL的水气输送过程提供了一种有效的工具。
本文首先阐述了PEMFC的基本原理、GDL水管理问题以及多相流模型的研究现状，然后介绍了LBM方法及其在PEMFC中的应用，并重点综述了基于多相MRT-LBM模型的GDL水气输送过程模拟仿真的研究进展，分析了不同模型的优缺点和适用范围。
最后，对未来该领域的研究方向进行了展望，以期为PEMFC的性能提升和应用推广提供理论指导和技术支持。
关键词：质子交换膜燃料电池；气体扩散层；水气输送；多相流格子Boltzmann方法；模拟仿真
近年来，能源危机和环境污染问题日益严峻，发展清洁、高效的能源转换技术迫在眉睫。
质子交换膜燃料电池（ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC）作为一种将化学能直接转化为电能的电化学装置，具有能量转换效率高、零排放、低温启动快等优点，被认为是未来最具发展潜力的清洁能源技术之一[1-3]。
PEMFC的核心部件是膜电极组件（MEA），它由质子交换膜、催化层和气体扩散层（GasDiffusionLayer，GDL）组成。
其中，GDL位于催化层和集流板之间，其主要作用是：(1)为反应气体提供扩散通道，确保反应气体能够顺利到达催化层；(2)将反应生成的液态水及时排出电池外部，防止水淹现象发生；(3)收集反应产生的电流，并将其传导至外部电路[4-6]。
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