حدیث محمدی - Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University
مجید سنایی پور - Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University
حمیدرضا سنایی پور - Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University

پیل سوختی با غشای تبادل پروتون (PEMFC) به دلیل بازده و چگالی توان بالا، دمای عملکرد پایین و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری، به عنوان یک فناوری جایگزین برای سوخت های فسیلی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، ابتدا با استفاده از معادله نرنست و معادلات حاکم بر پیل سوختی، وابستگی عملکرد پیل به چگالی جریان خروجی بررسی می­شود. سپس، یک مدل مدار الکتریکی معادل با در نظر گرفتن اثرات تلفات اهمی، فعال سازی و غلظتی برای پیل ارائه می­شود. در نهایت به کمک مدل ارائه شده، اثر چگالی جریان خروجی، دما و فشار بر عملکرد پیل سوختی مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد. برای حل معادلات حاکم بر پیل از نرم­افزار متلب استفاده شده است. نتایج به دست آمده از مدل با داده­های تجربی مقایسه شده و نشان داده شد که عملکرد مدل در چگالی­های جریان کم، انطباق بسیار خوبی با نتایج تجربی (با خطای کمتر از ۶۲/۳%) دارد. همچنین مدل ارائه شده، در کل گستره چگالی­ جریان شبیه سازی شده (از ۰ تا A/cm۲ ۶/۰) تخمین قابل قبولی (با خطای حدود ۶۶/۱۷%) از عملکرد پیل دارد. علاوه بر این، با در نظر گرفتن اثر دمای عملیاتی و فشارهای آند و کاتد در پیل سوختی، نشان داده شد که ولتاژ پیل با افزایش این دو پارامتر افزایش می یابد.

Fuel cell, Modeling, Equivalent circuit model, Current density, Temperature and pressure, پیل سوختی, مدل سازی, مدار معادل الکتریکی, چگالی جریان, دما و فشار