مدلسازی دینامیکی تخریب کاتالیست و پیش بینی عمر پیل سوختیPEM تحت الگوهای رانندگی واقعی

پیلهای سوختی غشای پلیمری (PEMFC) به دلیل ویژگی های منحصر به فرد و عملکرد بالا در توسعه خودروهای هیبریدی دارند؛ با این حال، دوام محدود اجزای کلیدی آنها، بهویژه کاتالیست، یکی از موانع اصلی تجاری سازی این فناوری محسوب می شود. در این مطالعه، مدل دینامیکی دقیقی برای شبیه سازی عملکرد و تخریب پیل سوختی در یک خودروی هیبریدی طراحی شده است. این مدل با تکیه بر معادلات نیوتن، انتقال جرم و مقاومت یونی، قادر است رفتار ولتاژ-جریان را در شرایط بار متغیر پیش بینی کرده و افت عملکرد مسیلهای تخریب را تحلیل نماید. به منظور بررسی اثر الگوی بارگذاری بر دوام پیل، عملکرد سیستم تحت دو چرخه رانندگی مختلف شامل UDDS و چرخه ترافیکی تهران شبیه سازی شده است. با استفاده از مدل یکپارچه سازی حرارتی، الکتروشیمیایی و دینامیکی، افت ولتاژ در طول زمان تحلیل شده است. نتایج نشان می دهد که چرخه های رانندگی با نوسانات ولتاژ شدیدتر و زمان های بیکاری کمتر، مانند چرخه ترافیکی تهران، منجر به تخریب سریع تر کاتالیست و کاهش عمر مفید سیستم می شوند. عمر پیش بینی شده پیل سوختی در چرخه UDDS بین ۲۰۰۰ تا ۴۲۰۰ ساعت و در چرخه ترافیکی تهران بین ۱۰۰۰ تا ۸۰۰۰ ساعت برآورد شده است. این یافته ها می تواند به عنوان راهنمایی برای انتخاب روش های مدیریت انرژی و راهبردهای افزایش دوام پیل سوختی در کاربردهای خودرویی مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

لیپ دیربیه یوردوخسوختی ، تخریب کاتالیست پلاتین ، چرخه رانندگی ، سطح فعال الکترشیمیایی(ECSA) ، مدلسازی دینامیکی عملکرد