مدل سازی سه بعدی عملکرد پیل سوختی غشای تبادل پروتون با هدف کاهش اتلاف هیدروژن
Authors
Abstract:
در پژوهش حاضر، مدل سازی عددی پیل سوختی با الگوی جریان همسو و ناهمسو، به منظور بررسی میزان تأثیر متغیرهای عملیاتی بر عملکرد آن مورد توجه قرار گرفته است. در مدل در نظر گرفته شده، معادله های پیوستگی، اندازه حرکت، انتقال جرم، سرعت واکنش های الکتروشیمیایی و بار الکتریکی در طول کانال پیل سوختی پلیمری در سه بعد نوشته شده و به صورت همزمان با استفاده از روش عددی عنصر محدود حل شده اند. نتایج حاصل از مدل با داده های آزمایشگاهی ارائه شده در منابع پیشین تعیین اعتبار شدند. درمدل حل شده، تاثیر متغیرهایی همانند دما، فشار و طول کانال بر چگالی جریان الکتریکی الکترودها، میزان مصرف هیدروژن و اتلاف آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان میدهند که با افزایش دما از 60 به °C90 تحت شرایط ولتاژ ثابت، چگالی جریان کانال پیل سوختی پلیمری به میزان %19/4 افزایش می یابد. همچنین، با افزایش فشار از 1 به atm 5 در ولتاژ ثابت، چگالی جریان %26/9 افزایش پیدا می کند. علاوه بر آن، میزان مصرف هیدروژن در طول کانال با کاهش ولتاژ افزایش مییابد.
similar resources
مدل سازی سه بعدی نیم پیل کاتدی پیل سوختی غشای الکترولیتی پلیمری
در این مقاله، مدل سه بعدی پیل سوختی غشای تبادل یونی بررسی شده است. این مدل برای نیم پیل کاتدی صورت گرفته که شامل کانال گازی کاتدی از نوع موازی، لایه نفوذ گازی کاتدی و غشای پلیمری می باشد. پدیده های مورد بررسی در این مقاله، انتقال جرم در لایه های نفوذ گازی، واکنش الکتروشیمیایی در لایه های کاتالیستی و انتقال بار در پیل سوختی می باشد. ضمناً در هندسه این مدل، شانه نیز لحاظ گردیده که سبب می شود پروفا...
full textبهینه سازی لایه ی کاتالیست کاتدی در پیل های سوختی غشای تبادل پروتون
واکنش احیای اکسیژن در سمت کاتد پیل های سوختنی غشا تبادل پروتون واکنشی کند است و بیش تر تلفات به این بخش از پیل مربوط می شود. به علت فرایندهای محدودکننده بسیاری که در این لایه واکنش رخ میدهد، مدل کردن این لایه اهمیت به سزایی دارد. مدل ارایه شده مدلی دوبعدی ـ دوفازی است که در آن کانال عبوری جریان، لایه ی نفوذ گازی، لایه ی ماکروحفره ها و لایه ی کاتالیست مدنظر قرار گرفته است. غلظت اجزای گازی، د...
full textبهینهسازی لایهی کاتالیست کاتدی در پیلهای سوختی غشای تبادل پروتون
واکنش احیای اکسیژن در سمت کاتد پیلهای سوختنی غشا تبادل پروتون واکنشی کند است و بیش تر تلفات به این بخش از پیل مربوط میشود. به علت فرایندهای محدودکننده بسیاری که در این لایه واکنش رخ میدهد، مدل کردن این لایه اهمیت به سزایی دارد. مدل ارایه شده مدلی دوبعدی ـ دوفازی است که در آن کانال عبوری جریان، لایهی نفوذ گازی، لایهی ماکروحفره ها و لایهی کاتالیست مدنظر قرار گرفته ا...
full textنگاهی کلی به ساختار و خواص نفیون با توجه به کاربرد آن در غشای تبادل پروتون پیل سوختی
در این مقاله به معرفی ساختار و خواص غشای تبادل پروتون نفیون بهعنوان رایجترین غشای استفادهشده در فرایندهای الکتروشیمیایی و جداسازی پرداخته شده است. بدین منظور، در ابتدا خانواده غشاهای پرفلوئوروسولفونیک اسید معرفی شده که نفیون مهمترین عضو آن است. سپس، مراحل سنتز نفیون همراه با جزئیات و چالشها و نیز ساختار نفیون و شکلشناسی آن در مرحله بعد بحث و بررسی شده است. روش نامگذاری انواع غشاهای نفی...
full textمدل سازی یک بعدی عملکرد یک پیل سوختی با غشا پلیمری
در این مقاله یک پیل سوختی غشاء پلیمری با استفاده از مدل یک بعدی، پایا و همگن مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا معادلات حاکم بر صفحه توزیع گاز و لایه نفوذ گاز استخراج و افتهای اهمی و میزان انتقال اکسیژن در آن مدلسازی شده و در ادامه میزان انتقال اکسیژن در لایه کاتالیست کاتد که کلیدیترین بخش پیل سوختی است با استفاده از روش همگن مدلسازی میشود و معادلات دیفرانسیل حاکم بر لایه کاتالیست کاتد ا...
full textبررسی پارامتری جامع لایه کاتالیست کاتدی پیل سوختی غشا تبادل پروتون بر اساس ساختار کلوخهای
لایه کاتالیست اغلب نازکترین لایه در پیل سوختی است، اما به خاطر چند فازی، تخلخل و واکنشهای الکتروشیمیایی پیچیدهترین قسمت است. عملکرد پیل سوختی غشا تبادل پروتون شدیدا متأثر از عملکرد لایه کاتالیست کاتد است. در این تحقیق یک مدل یک بعدی، دما ثابت و پایا با ساختار کلوخهای برای لایه کاتالیست کاتد در نظر گرفتهشده و توسعه یافته است. پس از نوشتن معادلات حاکم لایه کاتالیست، معادلات دیفرانسیلی برای م...
full textMy Resources
Journal title
volume 16 issue 55
pages 4- 4
publication date 2018-12-22
By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.
Hosted on Doprax cloud platform doprax.com
copyright © 2015-2023