شبيه‌سازي اثر لايه‌ي كاتاليست روي عملكرد پيل‌سوختي پليمري با استفاده از مدل فشرده

با وجود پيشرفت‌هاي قابل ملاحظه‌اي كه در دهه گذشته در مورد بهبود عملكرد، افزايش عمر و كاهش قيمت پيل ‌سوختي پليمري به دست آمده است ولي همچنان سينتيك كند واكنش كاهش اكسيژن در كاتاليست كاتد و محدوديت انتقال جرم در آن، عامل اصلي افت ولتاژ و كاهش راندمان پيل‌ سوختي پليمري مي‏با‌شد. از اين رو، در مطالعه حاضر يك پيل سوختي پليمري با استفاده از مدل تقسيم شده مورد بررسي قرار گرفته است. با استفاده از يك مدل توده‌اي جديد در شبيه‌سازي غشاي پليمري، اثرات مشخصات لايه كاتاليستي (بارگذاري پلاتين و ضخامت) و همچنين با استفاده از مدل تقسيم‌بندي شده، پخش جريان الكتريكي در راستاي كانال مطالعه گرديد. معادلات يك‌بعدي حاكم بر بخش‎هاي مختلف پيل سوختي شامل كاتد، آند و غشاء با استفاده از يك كد كامپيوتري در زبان برنامه نويسي متلب (MATLAB) حل شد. نتايج حاصل نشان داد كه با افزايش بارگذاري پلاتين، عملكرد پيل‌هاي سوختي پليمري بهبود مي‌يابد. همچنين افزايش ضخامت لايه كاتاليستي نيز به كاهش عملكرد پيل‌هاي سوختي پليمري منجر خواهد شد. از طرفي بارگذاري پلاتين و ضخامت لايه كاتاليستي بر روي پخش جريان تاثيرگذار بوده و ميزان يكنواختي پخش جريان با توجه به ميزان رطوبت درون كانال در يك محدوده خاص، بهترين وضعيت را خواهد داشت.