مدل سازی پیل سوختی متانولی مستقیم

پایان نامه
چکیده

افزایش مصرف جهانی انرژی و نیز مساله گرم شدن کره زمین، بکارگیری انرژی های تجدیدپذیر را اجتناب ناپذیر می سازد. در میان انرژی های تجدیدپذیر، پیل های سوختی به دلایلی مانند مواد اولیه ارزان و راندمان نسبتاً بالا از جذابیت های ویژه ای برخوردار هستند. در سال های اخیر، پیل سوختی متانولی مستقیم به دلیل دمای کارکرد پائین نسبت به انواع دیگر پیل ها، حذف مشکلات ناشی از ذخیره و تبدیل هیدروژن، کاربری آسان و قابل حمل، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در بخش اول این پژوهش، مدل scott و sundmacher با روش دو نقطه ای غیرصریح (two-point implicit method) و بکارگیری نرم افزار matlab حل شد، نتایج حاصل از حل مدل تطابق خوبی با داده های تجربی منتشر شده در مقاله مرجع دارد. با بررسی اثر خطای قطع کردن در روش دو نقطه ای غیرصریح بر جواب مدل و مقایسه آن با داده آزمایشگاهی ولتاژ، می توان دریافت که بهترین مقدار خطای قطع کردن این مدل در 0.55 = ? می باشد. در بخش دوم، مدل ریاضی پیل سوختی متانولی مستقیم بدست آمده است. مدل یک بعدی، همدما و در شرایط پایا بوده و شامل موازنه جرم متانول در لایه ی کاتالیستی آند، لایه ی نفوذ گازی و غشا، موازنه جرم اکسیژن در لایه کاتالیستی کاتد و موازنه بار در لایه های کاتالیستی آند و کاتد می باشد. همچنین پدیده متانول عبوری، اثرات همرفتی و نفوذ در لایه های نفوذ گازی و کاتالیستی آند نیز درنظر گرفته شده است. مجموعه معادلات دیفرانسیلی درجه دو بدست آمده با بکارگیری شرایط مرزی و مقادیر پارامترها حل شده اند. روش حل ریاضی شامل تکنیک های حل عددی و تحلیلی معادلات دیفرانسیل می باشد. نتایج بدست آمده به صورت پروفایل غلظت و شار متانول در لایه های کاتالیستی آند و نفوذ گازی و غشا و پروفایل غلظت اکسیژن در لایه ی کاتالیستی کاتد بیان شده است. همچنین تغییرات پتانسیل مازاد آندی و کاتدی در طول لایه های کاتالیستی و ولتاژ خروجی برحسب چگالی جریان های گوناگون پیل گزارش شده اند. غلظت متانول در طول لایه ها کاهش یافته و در فصل مشترک غشا و لایه ی کاتالیستی کاتد به صفر می رسد. در غلظت های پائین متانول شیب منحنی غلظت تقریباً یکسان است و با افزایش چگالی جریان، تغییرات غلظت متانول در طول لایه ها زیاد می شود. همچنین پتانسیل مازاد آندی و کاتدی با افزایش چگالی جریان زیاد می شود. غلظت اکسیژن نیز در طول لایه ی کاتالیستی کاتد کاهش می یابد. در چگالی جریان های پائین تر پیل، در غلظت های کم متانول، ولتاژ خروجی پیل بالاتر است. با افزایش چگالی جریان، ولتاژهای بالاتر در غلظت های بالاتر متانول بدست می آید. همچنین چگالی جریان حدی با افزایش غلظت متانول، افزایش می یابد.

منابع مشابه

مدل سازی و بهینه سازی عملکرد پیل سوختی متانولی

مدل‌سازی و شبیه سازی پیل سوختی متانولی با استفاده از نرم افزارهای متلب و کامسول در این پژوهش انجام شده است. در ابتدا مدلسازی انجام شده با نرم افزار متلب با داده­های آزمایشگاهی راستی آزمایی شده و سپس از این مدل برای بررسی پارامترهای مورد مطالعه بر کارکرد پیل استفاده شده است. تاثیر غلظت روی نمودار پولاریزاسیون، تاثیر چگالی جریان تبادل و ضریب انتقال روی اتلاف ولتاژ، تاثیر استفاده از کاتالیست­های ک...

متن کامل

مدل سازی و بهینه سازی عملکرد پیل سوختی متانولی

مدل سازی و شبیه سازی پیل سوختی متانولی با استفاده از نرم افزارهای متلب و کامسول در این پژوهش انجام شده است. در ابتدا مدلسازی انجام شده با نرم افزار متلب با داده­های آزمایشگاهی راستی آزمایی شده و سپس از این مدل برای بررسی پارامترهای مورد مطالعه بر کارکرد پیل استفاده شده است. تاثیر غلظت روی نمودار پولاریزاسیون، تاثیر چگالی جریان تبادل و ضریب انتقال روی اتلاف ولتاژ، تاثیر استفاده از کاتالیست­های ک...

متن کامل

مدل سازی عددی پیل سوختی متانولی

در این پایان نامه شبیه سازی جریان سیال و واکنش های شیمیایی در یک پیل سوختی متانولی مورد توجه قرار گرفته است. مدل سازی به صورت سه بعدی و در نرم افزار fluent صورت گرفته که به طور بالفعل امکان مدل سازی فرآیندهای شیمیایی یک پیل سوختی متانولی در آن فراهم نیست. لذا برای این کار از قابلیت توابع تعریف شده توسط کاربر استفاده شده است. واکنش های شیمیایی، چه در قسمت آند و چه در قسمت کاتد به صورت تک فاز وچن...

15 صفحه اول

ساخت مجموعه الکترود غشای پیل سوختی متانولی مستقیم (dmfc)

با توجه به نیاز روزافزون بشر به انرژیهای پاک و تجدیدپذیر و افزایش کاربرد این نوع منابع انرژی ، در این تحقیق بر این شدیم تا در راستای این امر به ساخت مجموعه الکترود غشاء که جزء اصلی پیلهای سوختی میباشد بپردازیم. جهت بهینه سازی عملیات ساخت و بازدهی پیل تحقیقات گسترده ای در رابطه با روش نشاندن جوهر کاتالیست,حلال مورد استفاده,نحوه چینش اجزاء و غیره انجام شده است. در این تحقیق علاوه بر مطالعه بر ...

تبدیل مستقیم انرژی II پیل سوختی FUEL CELL-

متن کامل

ساخت تک سل پیل سوختی متانولی مستقیم جهت بررسی بازده پیل

امروزه در سطح دنیا با توجه به کمبود سوخت های فسیلی و همچنین مشکلات زیست محیطی ناشی از مصرف این سوخت ها، استفاده از منابع انرژی جایگزین، که هم پایدار بوده و هم آلودگی کمتری دارند بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این میان پیل های سوختی با توجه به داشتن مزایای فراوان، جایگاه خاصی را دارا می باشند. پیل سوختی متانولی مستقیم به دلیل داشتن سوخت مایع و همچنین توان خروجی قابل قبول به منظور استفاده در ...

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سیستان و بلوچستان - دانشکده مهندسی

کلمات کلیدی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023