بررسی سه بعدی اثر خصوصیات لایه پخش گاز بر عملکرد پیل سوختی پلیمری

در این مقاله، به بررسی تاثیر خواص ساختمانی و رطوبتی ناحیه پخش گاز سمت کاتد یک پیل سوختی پلیمری بر اشباع آب مایع و عملکرد آن پرداخته می شود. برای این منظور، شبیه سازی سه بعدی و دو فازی غیر هم دما برای لایه های مختلف یک واحد پیل سوختی پلیمری انجام شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال درون پیل سوختی با استفاده از مدل چند فازی میکسچر از طریق کد نویسی حل شده و توزیع سرعت، فشار، دما، غلظت اجزاء واکنش گر و میزان اشباع آب مایع در لایه های مختلف پیل بدست آمده اند. همچنین اثر تغییر خواص فیزیکی و رطوبتی لایه نفوذ گاز GDL بر میزان اشباع آب و نیز عملکرد پیل مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش میزان تخلخل لایه نفوذ گاز، عملکرد پیل بهبود مییابد، در حالی که افزایش ضخامت لایه نفوذ گاز اثر معکوس بر عملکرد پیل دارد. به منظور صحه گذاری نتایج بدست آمده، منحنی عملکرد حاصل از شبیه سازی تک فازی و دوفازی پیل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده و تطابق خوبی مشاهده شده است

کلیدواژه ها:

پیل سوختی پلیمری ، شبیه سازی دوفازی ، منحنی عملکرد پیل سوختی ، اشباع آب مایع