本研究通过一个设计用于太空应用的 10 千瓦碱性燃料电池案例，逐步介绍了最新的燃料电池基础知识、热力学和电化学原理以及系统评估因素。该系统还产生 100 公斤纯水和 5.5 千瓦热量。该系统使用 MATLAB 和 ANSYS Fluent 建模。然后，使用文献中的理论和实验结果验证该模型。对各种设计和操作参数以及材料选择进行了参数研究，以优化整体性能。在 150 mAcm-2 电流密度下获得 0.8 V 的净输出电压，总效率为 75%。结果表明，增加电解质厚度或工作温度会导致净电压输出降低。此外，通过了解不同参数对最小化双极板压降的贡献，可以提高燃料电池通过双极板的性能。我们发现，通过优化选择流体流速、通道宽度、通道深度、通道数量和电流密度，可以最大限度地降低整个双极板的压降。相对湿度对压降有显著影响。结果表明，增加相对湿度会导致压降上升。最后，CFD 模拟表明，由于这些位置的停滞特性，双极板中的端区会积聚流体。因此，这些位置的总压力最高。本文的主要贡献之一是研究 KOH 浓度对不同工作温度下 AFC 性能的影响。此外，还分析了各种设计和操作参数，以了解它们对燃料电池整体性能的影响。