بررسی تاثیر قطر فیبر بر ذوب یخ در لایه نفوذ گاز پیل سوختی غشای تبادل پروتون در شرایط شروع سرد به روش لتیس بولتزمن

پدیده شروع سرد (Cold-start) در پیل های سوختی غشای تبادل پروتون (پلیمری) PEMFC یکی از چالش های اساسی در مناطق سردسیر است، زیرا می تواند منجر به تشکیل یخ در لایه نفوذ گاز (GDL) شود که این امر باعث کاهش عملکرد و حتی آسیب به اجزای پیل می شود. این مطالعه تاثیر قطر فیبر و تاثیر جهت قرار گیری منبع حرارتی بر فرآیند ذوب یخ را بررسی می کند. علاوه بر این، انتقال حرارت همزمان (رسانش و همرفت) در طی این فرآیند و تاثیر آن بر عملکرد پیل سوختی در دماهای پایین به دقت ارزیابی می شود. شبیه سازی این فرآیندها با استفاده از روش لتیس بولتزمن سه بعدی انجام می شود. این روش، به دلیل توانایی های منحصربه فرد خود در مدل سازی جریان های پیچیده و انتقال حرارت در محیط های متخلخل، مزایای قابل توجهی ارائه می دهد. نتایج نشان می دهد که جهت قرارگیری منبع دما از سمت چپ و انتخاب قطر فیبر بزرگتر می تواند منجر به بهبود قابل توجه عملکرد پیل سوختی در شرایط شروع سرد شود. این مطالعه نوآوری هایی در طراحی و استراتژی های عملیاتی برای شرایط سرد ارائه داده و به انتخاب موثرترین لایه نفوذ گاز برای این شرایط می پردازد.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی ، لایه نفوذ گاز ، شروع سرد ، لتیس بولتزمن ، قطر فیبر