علی بزرگ نژاد - دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،
مهرزاد شمس - دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
همایون کنعانی - دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
محمدرضا هاشمی نسب - دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

وجود آب در پیل سوختی غشا پلیمری به دلیل تأمین رطوبت مورد نیاز غشا جهت تأمین رسانایی یونی ضروری میباشد؛ ولی انباشت بیش از اندازه آب مایع در پیل که به عنوان پدیده طغیان شناخته میشود، به دلیل کاهش مکانهای واکنش لایه کاتالیست و افزایش افت انتقال جرم، باعث افت عملکرد پیل میگردد. در این پژوهش با استفاده از تصویربرداری اپتیکال، جریان دوفاز درون کانال جریان کاتد یک پیل سوختی غشا پلیمری شفاف با کانال تک مارپیچ به صورت نا پایا و میانگین زمانی مورد بررسی قرار گرفته است. نسبت طول آب پوشانی و میانگین زمانی آن که به ترتیب معیاری از آب مایع موجود در هر لحظه و میانگین زمانی آن در کانال جریان کاتد میباشد، محاسبه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که باافزایش استوکیومتری کاتد یا آند، میزان آب مایع انباشته شده در کانال جریان کاتد در حالتهای نا پایا و میانگین زمانی کاهش می یابد. با افزایش استوکیومتری سمت کاتد، تأثیر افزایش استوکیومتری آند بر روی نسبت طول آب پوشانی و میانگین زمانی آن و در نتیجه میزان آب انباشته شده در کانال کاتد، کمتر میشود. با افزایش استوکیومتری سمت آند، تأثیر افزایش استوکیومتری کاتد نیز بر میزان آب انباشته شده در کانال کاتد کمتر میشود. در حالات نا پایا ومیانگین زمانی، تأثیر استوکیومتری آند بر میزان آب مایع انباشته شده در کانال کاتد، بیشتر از تأثیر استوکیومتری کاتد میباشد.

پیل سوختی غشا پلیمری، آب، تصویربرداری اپتیکال، نسبت طول آب پوشانی، استوکیومتری