بهبود عملکرد پیل سوختی اکسید جامد از طریق نصب بفل درون کانال کاتد

در این مقاله یک تک سلول پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای به صورت سه بعدی شبیه سازی شده و تاثیر نصب بفل درون کانال کاتد بر عملکرد آن مورد بررسی قرار میگیرد. به این منظور معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی در نظر گرفته شده و با حل همزمان معادلات الکتروشیمیایی حاکم، توزیع جریان الکتریکی به ازای ولتاژ ورودی مشخص محاسبه شده است. نتایج حاصله تطابق مناسبی با داده های آزمایشگاهی دارند. مقایسه عملکرد پیل بدون بفل با پیل دارای بفل نشان داد که با نصب بفل درون کانال کاتد، سرعت جریان در بالای بفل افزایش یافته و نفوذ گاز به داخل الکترود متخلخل بیشتر میشود. در نتیجه در نواحی نزدیک بفل، روش انتقال گاز در الکترود متخلخل از روش پخش به روش جابهجایی تغییر یافته و انتقال اجزا درون الکترود بهبود می یابد. همین امر سبب میشود که در پیل دارای بفل غلظت اکسیژن در اطراف بفل به نسبت بیشتر شده و عملکرد پیل بهبود یابد . بررسی تاثیر ارتفاع بفل و تعداد بفل بر عملکرد پیل نشان داد که عملکرد بهینه پیل در نسبت ارتفاع ۹۰ درصد و تعداد ۱۷ بفل به دست میآید. در این شرایط بهینه، توان خالص تولیدی پیل در ولتاژ ۰,۵ ولت به مقدار ۳,۷ درصد افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی اکسید جامد ، بفل ، شبیه سازی عددی ، جریان گاز در کانال