بررسي اثر شرايط كاركردي سمت كاتد بر عملكرد پيل‌سوختي پليمري

در اين مقاله، به بررسي تأثير شرايط كاركردي سمت كاتد يك پيل سوختي پليمري بر روي عملكرد آن پرداخته مي‌شود. براي اين منظور، شبيه سازي دوبعدي و دوفازي يك واحد پيل سوختي شامل كانال‌هاي گاز، لايه‌هاي نفوذ گاز و كاتاليست سمت كاتد و آند و نيز ناحيه غشاء انجام شده است. معادلات حاكم بر جريان پيل سوختي با استفاده از مدل چند فازي ميكسچر و با لحاظ نمودن مدل تك ناحيه اي با استفاده از كد نويسي حل شده و غلظت اجزاء واكنش‌گر و در نتيجه منحني قطبيت پيل بدست آمده اند. همچنين اثر تغيير ولتاژ، فشار، دما، سرعت و رطوبت نسبي سمت كاتد بر ميزان غلظت اكسيژن و آب و نيز عملكرد پيل مورد مطالعه و ارزيابي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه با افزايش ميزان دماي كاركرد پيل، عملكرد پيل سوختي بهبود مي‌يابد. همچنين با افزايش سرعت، فشار و رطوبت نسبي جريان گاز ورودي به كانال، راندمان پيل سوختي افزايش مي‌يابد. به منظور صحه گذاري نتايج بدست آمده، منحني عملكرد حاصل از شبيه سازي تك فازي و دوفازي با نتايج آزمايشگاهي مقايسه گرديده و تطابق خوبي بين آن‌ها مشاهده شده است.