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一体式再生燃料电池可在同一单元中循环运行燃料电池和电解池两种模式。在燃料电池模式消耗氢氧气产生水并输出电能，而在电解池模式电解水制氢并消耗电能。电池的气液两相流动传输过程中，容易在多孔介质中发生浓差极化现象，进而影响电池性能。探究不同流道结构电池内热质传递和性能输出，有助于了解电池在瞬态运行过程中的各参数变化，为电池的性能提高及稳定运行提供指导性建议。本文比较了不同氧气侧流道结构对电池两种模式稳态性能以及模式切换过程中动态变化趋势的影响，并探究了具有流线型流道电池在模式切换过程中各参数的动态响应规律。最后，探究不同操作条件对电池模式切换以及电池性能的影响。具体研究内容及相应结论如下:
比较了在顺流和逆流两种流动状态下，八种氧气侧流道结构对燃料电池和电解池模式稳定模型电池性能的影响。结果显示，相比于传统直通道，流线型流道结构更有利于引导反应物向催化层传递并促进生成物的移除，进而提高电池性能。之后，比较了流道结构对切换过程的影响，结果发现，随着平均流道深度比的减小，能有效得缩短切换过程的动态响应时间。
模拟了具有流线型流道电池燃料电池和电解池的双向切换过程，结果发现电池在燃料电池模式运行下各参数的动态响应时间均比电解池模式所需时间长，并且对于同一模式，模式切换至该模式的参数动态变化时间明显比自该模式开始启动后的稳定时间短。
改变模式切换过程的操作条件，对电池性能以及模式切换过程中各参数的变化趋势会产生影响。当电池从燃料电池切换至电解池模式时，电流密度随电解电压增加而提高，参数达到稳定所需时间也略有增加:提高液态水流量能有效加快电池稳定的时间，但电池性能略有降低，且容易在电池出口处堆积氧气。当电池从电解池切换至燃料电池模式时，减小燃料电池模式操作电压可提升电池性能，与此同时会带来浓差极化及温度均匀性降低的现象;气体吹扫速度的增加，有助于带走氧气侧的液态水、减小流动过程中浓度损失，进而提高电池性能;提前供给与燃料电池模式相同浓度的反应气体，有助于提高模式切换初期的温度均匀性以及电池性能，但仅改变切换过程中各参数的动态响应趋势和时间，并不影响达到稳定后各参数的大小以及电池性能，且当吹扫时间过长时，反而会增加模式切换后各参数达到稳定时间。
比较了在顺流和逆流两种流动状态下，八种氧气侧流道结构对燃料电池和电解池模式稳定模型电池性能的影响。结果显示，相比于传统直通道，流线型流道结构更有利于引导反应物向催化层传递并促进生成物的移除，进而提高电池性能。之后，比较了流道结构对切换过程的影响，结果发现，随着平均流道深度比的减小，能有效得缩短切换过程的动态响应时间。
模拟了具有流线型流道电池燃料电池和电解池的双向切换过程，结果发现电池在燃料电池模式运行下各参数的动态响应时间均比电解池模式所需时间长，并且对于同一模式，模式切换至该模式的参数动态变化时间明显比自该模式开始启动后的稳定时间短。
改变模式切换过程的操作条件，对电池性能以及模式切换过程中各参数的变化趋势会产生影响。当电池从燃料电池切换至电解池模式时，电流密度随电解电压增加而提高，参数达到稳定所需时间也略有增加:提高液态水流量能有效加快电池稳定的时间，但电池性能略有降低，且容易在电池出口处堆积氧气。当电池从电解池切换至燃料电池模式时，减小燃料电池模式操作电压可提升电池性能，与此同时会带来浓差极化及温度均匀性降低的现象;气体吹扫速度的增加，有助于带走氧气侧的液态水、减小流动过程中浓度损失，进而提高电池性能;提前供给与燃料电池模式相同浓度的反应气体，有助于提高模式切换初期的温度均匀性以及电池性能，但仅改变切换过程中各参数的动态响应趋势和时间，并不影响达到稳定后各参数的大小以及电池性能，且当吹扫时间过长时，反而会增加模式切换后各参数达到稳定时间。