二、膜电极扩散层变化分析
　　为了防止气体泄漏和降低接触电阻，一般状态下，会施加适当的紧固作用将气体扩散
层和流场板连接。并且施加的这种紧固作用的大小会直接影响到气体扩散层的渗透率、气体
孔隙率、接触电阻以及最终的电池性能。
　　工作过程中质子交换膜燃料电池的扩散层孔隙率的变化通过实验手段是很难测量的，
评估不同紧固作用下扩散层性能的变化必须在电池外进行。
　　研究人员做了这样一个实验；在固定夹紧力的前提下，把不同条件下膜电极的变形用
一个有限元模型来模拟，研究了扩散层的弹性形变。他们发现，双极板构造对扩散层孔隙率
的分布以及紧固作用的变化有很大的因果关系。研究人员使用一个

sin2n（x） 的函数来近

似表示孔隙率的分布情况，该函数（

sin2n（x））是由其他函数进行简化得出的。分析紧固

作用的影响和扩散层形变不宜采用过于简单的函数，因此，分析变形后的扩散层的剖面常
常使用有限元模型。
　　三、紧固作用对扩散层影响
　　从理论的角度分析，紧固作用的增大必然会减小扩散层中的孔隙率，那么电池的性能
是因此而逐渐变好。究其原因，是由于随着扩散层的孔隙率的减小，接触电阻会有所减小，
更有利于电子的传导过程。但是以质子交换膜燃料电池来说，水分的传输过程也会受到扩散
层中渗透率和孔隙率的影响。因为交换膜中的质子需要和水结合后才能传递燃料。故其电导
率与含水量有一定的相关性，如果膜内水量的含量适中，不但电导率达到最佳值，而且其
内阻也会随之降到最小。在燃料电池反应的过程中产生的水分，在催化层和扩散层中传输时