不断与较冷的液态水相接触而被逐步冷凝

　　与此同时，在汽泡B1的邻近区域Z1（图中矩形线框）内，由于液态水的减少，局部电导率降低引起局部Ohm生热增大，使空隙通道C2和C3中靠近加热边界处的液体过热度进一步增大，相应的出现小汽泡和蒸汽流，使PEM多孔介质中两相共存区扩大。同时，蒸汽在逆向运动时，不断与较冷的液态水相接触而被逐步冷凝。由于此时失水区面积很小，PEM仍然能正常工作。

　　随着局部电流密度的增大，局部Ohm生热热流密度继续增大，则会有更多的通道中开始产生蒸汽，局部失水区域Z1将进一步扩大。但是，由于局部电流密度增大时液态水在电渗力的作用下流量增加，因此对汽泡前端的冷却作用强化而阻止其继续长大。因此，汽泡长大的幅度是否随电流密度增大而增大需要对这两个相反因素的作用进行综合分析。

　　随着电流密度的增大，PEM中局部失水区域将增大。但是，在大部分大电流运行工况下，虽然PEM中有两相逆流区的存在，整个过程仍然是准稳态的，电池的正常工作仍能维持。只有当局部电流密度增大到某一定值时，区域Z1覆盖了PEM的大部分纵截面。也就是说在此时刻，PEM中大部分通道在加热边界处都充满着蒸汽，PEM在纵截面上严重失水。此时PEM与催化层面临断开的威胁，局部电导率趋近为零，Ohm生热热流密度飙升导致固体骨架温度飞升。毛细力作用下液态水的补充过程不再维持，导致PEM一端完全干涸，此工况即为PEM的干涸工况。PEM的干涸不仅断开了DMFC内电路，阻止DMFC正常工作，还会导致PEM烧毁。因此，DMFC水热管理的重要任务之一就是防止PEM的干涸。以上对PEM中两相区的形成和膜干涸现象的物理过程进行了定性的描述，将建立数学物理模型进行定量研究。