پیش بینی شرایط طغیان آب در پیل سوختی پلیمری‏

توزیع غیر یکنواخت دانسیته ی جریان در پیل های سوختی پلیمری می تواند منجر به ایجاد گرمای موضعی، ‏کاهش عمر مفید سلول و پایین آمدن توان عملیاتی سلول از میزان مورد انتظار گردد. وقوع طغیان آب از جمله ‏عوامل بسیار مهمی می باشد که می تواند توزیع غیر یکنواخت دانسیته ی جریان محلی را در پیل سوختی شدت ‏بخشد. در این مطالعه، توزیع دانسیته ی جریان محلی در یک پیل سوختی پلیمری و شرایط وقوع طغیان در ‏کاتد، مورد ارزیابی قرار گرفت و پارامترهای موثر در آنها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، سه مدل دو ‏بعدی برای طغیان جزیی ‏gdl، بر پایه ی قوانین بقا و روابط الکتروشیمیایی، که قادر به پیش بینی توزیع ‏دانسیته ی جریان هنگام وقوع طغیان بودند، پیشنهاد گردید. نتایج نشان داد که با افزایش رطوبت نسبی گاز ‏ورودی به کاتد، دانسیته ی جریان متوسط با افزایش روبرو می گردد و از طرف دیگر احتمال وقوع طغیان نیز ‏زیادتر می شود. رطوبت نسبی ورودی آند نیز تأثیر مشابهی بر دانسیته ی جریان متوسط و طغیان از خود نشان ‏داد. دماهای بالاتر سلول، شانس وقوع طغیان را کاهش داده و بر کارایی پیل سوختی نیز می افزاید، اما از طرف ‏دیگر دمای بالا سبب کاهش عمر مفید قطعات و اجزای پیل سوختی می گردد. نتیجه ی حاصله ی دیگر این بود ‏که استوکیومتری کاتد بالا می تواند از وقوع طغیان جلوگیری به عمل آورد، اما به دلیل خشک نمودن غشا، از ‏کارایی پیل سوختی می کاهد. همچنین افزایش استوکیومتری آند، ضمن افزایش اشباعیت ‏gdl‏ سمت کاتد، بر ‏میزان دانسیته ی جریان متوسط سلول نیز می افزاید.‏