تحلیل عملکرد سامانه پیل سوختی غشا پلیمری در خودرو

در این مطالعه، یک نوع پیل سوختی غشا پلیمری برای کاربرد در خودرو تحلیل گردیده و در این راستا متغیرهای اثر گذار بر عملکرد پیل از قبیل درصد رطوبت، نرخ جریان، دما و فشار گازهای ورودی و همچنین مدیریت آب و حرارت که از چالش‌های اصلی این پیل‌ها می‌باشد، بررسی شده است. بدین منظور، معادلات پیوستگی، مقدار حرکت ، بقا اجزای، انرژی و شارژ به همراه روابط سینتیک الکتروشیمیایی در نواحی مختلف پیل به صورت الگوی تک ناحیه‌ای تدوین و به روش عددی حل شده‌اند و منحنی-های ولتاژ و چگالی توان بر حسب چگالی جریان پیل در شرایط عملکردی مختلف به‌دست آمده است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش فشار و دما در تمامی ولتاژهای خروجی پیل باعث بهبود عملکرد پیل می‌شود. در ولتاژهای خروجی بالا که تغییر فاز در پیل سوختی اتفاق نمی‌افتد، افزایش درصد رطوبت و کاهش نرخ جریان ورودی بر عملکرد پیل تأثیر مثبت می‌‌گذارد؛ اما در ولتاژهای خروجی پایین، عملکرد پیل با افزایش درصد رطوبت و کاهش نرخ جریان کاهش می‌یابد. همچنین افزایش فشار، درصد رطوبت ورودی و نرخ جریان منجر به اتلاف بخشی از توان تولیدی پیل سوختی می‌گردد.