تحلیل آزمایشگاهی تأثیر پارامترهای ورودی و شرایط کاری بر مدیریت آب در پیل سوختی غشاء پلیمری

به منظور دستیابی به حداکثر توان در پیل، مدیریت مناسب آب امری ضروری می باشد. وجود آب زیاد سبب پدیده آب گرفتگی می شود در حالی که کمبود آب خشک شدن غشا را در پی دارد. در کار حاضر هدف بررسی پارامتریک عوامل تاثیرگذار بر عملکرد پیل در دو حالت پایا و گذرا می باشد. نرخ استوکیومتری، رطوبت نسبی و دمای رطوبت زنی برای هر دو سمت آند و کاتد به عنوان پارامترهای مورد مطالعه در نظر گرفته شده اند. در هر مرحله به منظور بررسی رفتار پایای پیل منحنی قطبش ترسیم میگردد. در هنگام انجام تست گذرااز سمت کاتد پیل عکسبرداری انجام می پذیرد و در تحلیل رفتار گذرای پیل از تکنیک پردازش تصاویر برای تشخیص محتوای آب سمت کاتد استفاده می شود. نرخ آب پوشانی به صورت نسبت مساحت آب موجود در کانال به مساحت کانال تعریف می شود. نتایج حاصل نشان می دهد که توان تولیدی پیل رابطه مستقیم با میزان آب موجود در سمت کاتد دارد. با افزایش نرخ آب پوشانی توان تولیدی پیل افزایش می یابد اما هنگامی که میزان آب زیاد شود به دلیل وقوع پدیده آب گرفتگی توان به شدت کاهش می یابد. همچنین مشاهده می شود که با افزایش نرخ استوکیومتری و دمای کاری محتوای آب در سمت کاتد کاهش می یابد در حالیکه افزایش رطوبت واکنش دهنده ها انباشتگی آب در این سمت را در پی دارد. بررسی عملکرد پایا و گذرای پیل در شرایط کاری مختلف نشان می دهد که نرخ استوکیومتری و رطوبت نسبی دارای مقدار بهینه می باشند در حالی که با افزایش دما عملکرد پیل کاهش می یابد.