مدل سازی یک بعدی عملکرد یک پیل سوختی با غشا پلیمری

Authors

  • جمشید خورشیدی گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه هرمزگان
  • رضا هنرخواه گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه هرمزگان
  • یونس بخشان گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه هرمزگان
Abstract:

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 استخراج شده و با استفاده از یک کد کامپیوتری در زبان برنامه نویسی MATLAB حل می‌شود و از آن افت فعالسازی بدست می‌آید و در ادامه میزان افت اهمی در غشا پلیمری و همچنین افت غلظت نیز با استفاده از یکسری فرضیات مهندسی مدل‌سازی می‌گردد. سرانجام با استفاده از تمامی افت‌ها، ولتاژ کلی پیل سوختی محاسبه و منحنی ولتاژ خروجی پیل رسم شده و  مقایسه نتیجه حاصله از این تحقیق با نتایج تجربی صحت مدل سازی این پیل را نشان می‌دهد. همچنین مطالعات کمی جهت بررسی تأثیر یکسری از پارامترهای طراحی مانند ضریب تخلخل لایه نفوذ گاز، میزان اشباع شدگی لایه نفوذ گاز، ضخامت لایه نفوذ گاز، میزان بارگذاری پلاتین بر واحد سطح لایه کاتالیست کاتد، میزان نفوذ غشاء در لایه کاتالیست کاتد و میزان اشباع شدگی لایه کاتالیست کاتد بر ولتاژ و افت فعال­سازی پیل سوختی مورد بررسی و تحلیل قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد تأثیر میزان اشباع­شدگی لایه کاتالیست کاتد نسبت به سایر پارامترها بر کارایی پیل بیشتر است.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

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 ت...

full text

مدل‌سازی سه بعدی و گذرای پیل سوختی غشا پلیمری با میدان جریان پینی

در پژوهش حاضر، یک مدل سه بعدی و گذرای پیل سوختی غشا پلیمری با میدان جریان پینی بررسی شده است. با حل عددی معادلات دیفرانسیل حاکم شامل معادلات بقای جرم، بقای ممنتم، بقای گونه­ها، بقای بار الکتریکی و بقای انرژی همراه با معادلات واکنش­های الکتروشیمیایی، رفتار گذرای پیل بررسی شده است. ارائه نتایج مربوط به پارامترهای اساسی همچون چگالی جریان الکتریکی، توزیع غلظت گونه­های شیمیایی، توزیع سرعت و خطوط جری...

full text

تحلیل عددی یک بعدی عملکرد یک پیل سوختی با غشا پلیمری

در این پایان نامه یک سلول پیل سوختی غشاء پلیمری با استفاده از مدل یک بعدی، پایا و همگن مورد مطالعه قرار می گیرد. در ابتدا معادلات حاکم بر صفحه توزیع گاز و لایه نفوذ گاز استخراج و افت های اهمی و میزان انتقال اکسیژن در آن مدلسازی می گردد. ودر ادامه لایه کاتالیست کاتد که کلیدی ترین بخش پیل سوختی می باشد با استفاده از روش همگن مدلسازی می شود و معادلات دیفرانسیل حاکم بر لایه کاتالیست کاتد استخراج شد...

15 صفحه اول

استفاده از فوم فلزی در پیل سوختی غشا پلیمری

در این مقاله، استفاده از فوم فلزی به‌عنوان توزیع‌کنندة گازهای واکنشگر و سیال خنک‌کننده، به‌منظور توزیع یکنواخت گازهای واکنشگر و دما، کاهش وزن، صرفه‌جویی در هزینة ماشین‌کاری کانال‌های جریان و عملکرد بهتر پیل سوختی غشا پلیمری مطرح و بررسی شده است. معادلات حاکم بر جریان گازهای واکنشگر در نواحی گوناگون پیل (اعم از معادلات پیوستگی، بقای مومنتوم، اجزاء، شارژ و انرژی به‌همراه روابط الکتروشیمیایی)، همچ...

full text

روش‌های مرطوب‌سازی گازهای واکنشگر پیل سوختی غشا پلیمری

کنترل رطوبت گازهای واکنشگر پیل سوختی تأثیر به‌سزایی در عملکرد پیل دارد. آب کم در غشاء سبب خشکی موضعی غشاء و به‌دنبال آن ایجاد گرادیان‌های دما و تنش‌های مکانیکی و آب زیاد سبب بسته‌شدن بخشی از حفره‌های لایة پخش گاز می‌شود. در هر دو حالت عملکرد پیل افت پیدا می‌کند و از طول عمر آن کم می‌شود. از این‌رو برای دست‌یابی به رطوبت بهینه در پیل، مرطوب‌سازی گازهای واکنشگر هم در سمت آند و هم در سمت کاتد ضرور...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 43  issue 2

pages  1- 12

publication date 2013-12-22

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