مروری بر چالش ها و پیشرفت های اخیر در زمینه مدلسازی عددی و بهینه سازی پیل های سوختی اکسید جامد

بررسی پژوهش ها و مقالات علمی منتشر شده در سال های اخیر به وضوح نشان می دهند که علاقه به پیل های سوختی به طور تصاعدی در حال افزایش بوده است. در میان انواع پیل های سوختی، پیل سوختی اکسید جامد به دلیل راندمان بالا مورد توجه بیشتری قرار دارد. لذا استفاده از شبیه سازی ها و مدل سازی های ریاضی و عددی برای توسعه پیل های سوختی و تکنولوژ ی های مرتبط متنوع تولید توان یک ضرورت می باشد که در بسیاری از این تحقیقات و مقالات مورد استفاده قرار گرفته است. بستگی عمیق و همزمانی وقوع پدیده هایی مانند انتقال جرم، انتقال الکترون رسانایی یونی، انتقال حرارت و واکنش های شیمیایی و الکتروشیمیایی علت پیچیدگی های ذاتی پیل های سوختی می باشد. به دلیل پیچیدگی همزمانی پدیده ها، تعدد فرایندهای فیزیکی و شیمیایی و محدودیت های دسترسی به فضای داخلی دستگاه، دستیابی به اطلاعات عملکردی سیستم در آزمایشگاه دشوار و پرهزینه می باشد. در این شرایط مدلسازی های عددی به جهت گیری تحقیقات آزمایشگاهی کمک شایانی خواهند کرد. بعلاوه این مدل سازی ها می توانند به عنوان ابزاری قدرتمند در زمینه طراحی و بهینه سازی سیستم های پیل سوختی به کار روند. لذا در این مقاله مروری بر چالش ها و پیشرفت های اخیر در زمینه روش های شبیه سازی عددی پیل های سوختی اکسید جامد، بررسی انواع تحلیل های صفر، یک، دو و سه بعدی، آنها، اتلافات ولتاژ در پیل سوختی و نحوه مدلسازی پدیده انتقال در آند و کاتد، روش های بهینه سازی آنها با رویکرد کاهش تلفات و هزینه و افزایش عمر مفید، بازده و کارایی آنها صورت گرفته است.

کلیدواژه ها:

مدلسازی عددی ، پیل سوختی اکسید جامد