پاسخ گذرای پیل سوختی میکروفلوئیدی

لایه مرزی نفوذ بر روی سطح الکترودهای پیل سوختی میکروفلوئید انتقال جرم را به لایه کاتالیزور محدود می ند. درنتیجه تحقیق پاسخ گذرا از پیل سوختی میکروفلوئید که با تغییرات در شرایط عملیاتی همراه است، کاری بی اهمیت نیست. در این مقاله، پاسخ گذرای پیل سوختی میکروفلوئید در برابر تغییر ولتاژ با استفاده از یک مدل عددی گذرای سه بعدی دو فاز و غیر ایزونرمال بررسی می شود. مدل پیشنهادی با نرم افزار کامسول COMSOL توسعه داده شده است و معادلات حاکم براساس قوانین بقای جرم، تکانه، ذرات و پتانسیل الکتریکی فرموله شده است. این مدل اثرات جنبه دینامیکی غالب در عملکرد پیل سوختی میکروفلوئیدی MFFC و انتقال جرم را ارزیابی می نماید. همچنین ما اثرات لایه دوگانه الکتریکی را بر روی پاسخ گذرای پیل سوختی ارزیابی میکنیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در طول تغییرات پله ای ولتاژ ، تغییرات ضربه ای در تراکم جریان تولیدی به وجود می آید که به علت انتقال محدود جرم در لایه نفوذ و در نتیجه تاخیر زمانی بین پله ولتاژ و تغییر توزیع تراکم واکنش گرها در سطح الکترودها می باشد. در حین تغییر افزایشی/کاهشی پله ای ولتاژ، تراکم اولیه بالاتر/پایین تر واکنش گرها در سطح الکترودها سبب ایجاد ضربه جریانی بالاحد/زیرحد می شود. نتایج شبیه سازی همچنین نشان می دهد که در طول تغییرات گام ولتاژ، پاسخ گذرای جریان عقب می افتد که به دلیل ثابت زمانی انتقال گونه های واکنش دهنده و زمان شارژ و دشارژ لایه اِسترن است.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی میکرو فلوئیدی ، جریان خطی ، لایه مرزی نفوذ ، انتقال جرم ، مدل گذرای عددی