تعیین شرایط عملکردی برای یک سیستم پیل سوختی پلیمری جهت رسیدن به عملکرد ترموالکتریکی بهینه

مدلسازی ترموالکتریکی و بهینه سازی یک سیستم پیل سوختی پلسمری ( Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) مورد بررسی قرار می گیرد. روابط ترمودینامیکی حاکم بر سیستم پیل سوختی پلیمری بدست امده و یک مدل عملکردی بر پایه تحلیل های انرژی و اگزرژی تهیه شده است. مدل حاصل به صورت نیمه تجربی بر روی یک سیستم پیل سوختی پلیمری 1200 وات ساخت شرکت بالارد Ballard PEM Nexa پیاده شده و تاثیرات تغییر در پارامترهای عملکردی پیل سوختی شامل دما و فشار عملکردی ، چگالی جریان و ضریب استوکیومتری هوار بر روی عملکرد ترمو الکتریکی سلول مطالعه شده است. با در نظر گرفتن این پارامترها به عنوان پارامترهای کنترلی سیستم قید های مناسب و توابع هدف ترموالکتریکی شامل چگالی توان خالص خروجی و بازده اگزرژتیک ، عملکرد ترموالکتریکی پیل سوختی به کمک روش الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده است. بهینه سازی به منظور پیشینه سازی چگالی توان خالص خروجی یا بازده اگزرژتیک انجام می پذیرد. نتایج بدست امده نشان دهنده شرایط عملکردی بهینه ای هستند که بهبود عملکرد ترموالکتریکی پیل سوختی را به همراه دارند.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی پلیمری ، تحلیل اگزرژی ، شرایط عملکرد بهینه ، حداکثر بازده اگزرژتیک ، حداکثر چگالی توان خروجی