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质子交换膜燃料电池气体扩散层起着分散气体、排水和导电等作用。电池在大电流密度下工作时可能产生过多的液态水，堵塞气体通道，降低气体的扩散效果。本文综合考虑电化学反应、水的生成、相变及传输、氧气的传输、膜中水传输等因素，研究了扩散层孔隙率沿厚度方向梯度变化时燃料电池内部的传输现象和电池性能。结果表明，梯度扩散层能够提高其液态水的通过能力，提高气体的通过能力，从而提高电池的性能。