بررسي مديريت آب در يك استك پيل سوختي پليمري در حالت انتها بسته

Investigation of Water management in PEMFC Stack at Dead-end Mode

پيل‌هاي سوختي‌ پليمري در دو حالت انتها باز و انتها بسته قابليت كاركرد دارند. در حالت انتها باز خروجي گازهاي واكنشگر باز و در حالت انتها بسته خروجي گازها مسدود مي‌باشد. در حالت انتها بسته با تخليه ناخالصي و آب تجمع يافته در دوره‌هاي زماني مشخص از غرقابگي و كاهش عملكرد پيل جلوگيري مي‌شود. روش‌هاي مختلفي همچون راديوگرافي نوتروني، تصويربرداري با استفاده از اشعه X و تصويربرداري با استفاده از اشعه مادون قرمز براي بررسي توزيع آب در پيل سوختي وجود دارد. اين روش‌ها به دليل هزينه بالا، خطرناك بودن و مشكلات ناشي از ورود يا خريد تكنولوژي در اكثر موارد قابل اجرا نبوده و توجيه اقتصادي ندارد. لذا ساده‌ترين، كم‌هزينه ترين و در دسترس‌ترين روش استفاده از پيل‌هاي سوختي شفاف است. در اين مقاله يك استك پيل سوختي پس از طراحي و ساخت به منظور مديريت آب مورد تست قرار گرفته است. طرح مورد نظر با بازده بالاتر توانسته است نمودار قطبشي همانند حالت انتها باز در حالت انتها بسته از خود نشان دهد. نتايج نشان داده است با انتها بسته كردن خروجي سمت‌هاي آند و كاتد به مدت 5 ثانيه و سپس باز كردن به مدت 5 ثانيه كاهش عملكردي در پيل مشاهده نمي‌شود.

PEM fuel cells have the ability to be operatedwith open-end and dead-end modes. Reactant gases output is opened in open-end mode and closed in the dead-end mode. In the case of dead-end mode, impurities and accumulated water is discharged in the specified intervals in order to prevent flooding in channels and degradation of PEMFC. Several methods such as: neutron radiography, capturing use of X-ray and capturing use of inferred rayare used for investigating the water distribution in PEMFC. These methods due to high cost, many hazards and difficulties in gaining or buying the technologies are not applicable in most cases and have no economic justification. The simplest, most cost effective and accessible method is using transparent fuel cells which has no limitations of mentioned problems. The applied design with a higher efficiency could have a same polarization curve as open-end mode. The results showed that by setting the purge interval time on 5 s and then opening purge valve for 5 s, there isn t any degradation on PEMFC performance.