تحليل آزمايشگاهي و عددي تاثير عرض شانه و شكل هندسي كانال‌هاي گاز بر عملكرد سلول سوختي با غشاء تبادل پروتون

در مقاله حاضر، تاثير تغيير شكل هندسي ديواره هاي جانبي كانال هاي گاز آند و كاتد و نيز تغيير اندازه عرض ناحيه شانه بر عملكرد يك سلول سوختي با غشاء تبادل پروتون مطالعه شده است. در بررسي عددي، جهت گسسته سازي معادلات حاكم از روش عددي حجم محدود بهره گرفته شده است. در ابتدا، عرض ناحيه شانه يا به عبارتي صفحه باي پولار بررسي گرديده است. بدين منظور پارامتر مذكور جهت عدم افزايش در مصرف مواد گران قيمت در توليد پيل سوختي، به تدريج كاهش يافته است. نتايج نشان مي دهند كه در عرض b=0.4 mm عملكرد مطلوب حاصل شده و تراكم جريان الكتريكي خروجي ماكزيمم مقدار را دارا بوده و نسبت به حالت پايه حدود 10درصد بازدهي را افزايش داده است. همچنين تاثير تبديل كانال هاي گاز آند و كاتد از حالت مستقيم مرسوم به حالت هاي سينوسي مختلف نيز بررسي شده است. نتايج حاكي است كه در كانال هاي گاز با ديواره هاي سينوسي، مسير حركت مواد واكنش دهنده افزايش يافته و به تبع آن ميزان نفوذ آنها به لايه هاي كاتاليست براي وقوع واكنش الكتروشيميايي بيشتر شده و در نتيجه عملكرد پيل سوختي بهبود مي يابد. نهايتا جهت اعتباردهي به كار عددي، از نتايج آزمايشگاهي نيز بهره گرفته شده است كه بيانگر تطابق مطلوب بين آنهاست.