بررسي عددي بروز نشتي جريان در يك پيل سوختي اكسيد جامد تمام متخلخل صفحه‌اي يكسو با سوخت هيدروژن

پيل سوختي اكسيد جامد تمام متخلخل كه در آن لايه الكتروليت متخلخل مي‌باشد طرحي است كه پيل سوختي اكسيد جامد دو محفظه‌اي و تك محفظه‌اي را به هم پيوند مي‌دهد و مزاياي هر دو را با هم تركيب مي‌كند. پيل سوختي اكسيد جامد تمام متخلخل به هيچ نوع درزگير و آب‌بند نيازي ندارد و ايجاد ترك در الكتروليت آن عملكرد پيل را متوقف نمي‌كند. در مطالعه حاضر عملكرد يك پيل سوختي اكسيد جامد ‏صفحه‏اي تمام متخلخل يكسو با سوخت هيدروژن تحت شرايط پايا با هندسه دو بعدي براي اولين بار بصورت عددي بررسي مي‌شود. معادلات حاكم شامل گونه شيميايي، جرم، اندازه حركت،  بار و انرژي مي‌باشد كه بصورت كاملا كوپل شده با معادلات الكتروشيميايي حل مي‌شوند. از أنجا كه هيچ مرجعي از عملكرد پيل سوختي اكسيد جامد تمام متخلخل با سوخت هيدروژن در دسترس نمي‌باشد، جهت صحه‌گذاري ابتدا مدلسازي عملكرد يك پيل سوختي اكسيد جامد معمولي با سوخت هيدروژن صورت مي‌گيرد و نتايج آن با نتايج تجربي مورد مقايسه قرار مي‌گيرد سپس تغييرات در مدل جهت اعمال تخلخل لايه الكتروليت لحاظ مي‌گردد. نتايج كاهش ۲۹ درصدي در ماكزيمم چگالي توان توليدي توسط پيل سوختي اكسيد جامد تمام متخلخل را در مقايسه با نوع متداول آن تحت شرايط ورودي يكسان نشان مي‌دهد. دليل اصلي اين كاهش عملكرد نشت جريان اكسيژن عمدتا از سمت ابتداي كانال هوا به سمت كانال سوخت مي‌باشد كه اين نشتي باعث مي‌شود محل وقوع دماي ماكزيمم پيل تغيير كند.