شبیه سازی امپدانس الکتروشیمیایی پیل سوختی اکسید جامد

هدف از این مطالعه بررسی افت غلظت در آند پیل سوختی اکسید جامد از طریق مدل سازی و تحلیل طیف امپدانس الکتروشیمیایی است. بدین منظور یک مدل دو بعدی گذرا برای پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای ارائه شده است، که عملکرد پایا و همچنین رفتار گذرا و طیف امپدانس الکتروشیمیایی پیل را شبیه سازی می کند. مدل ارائه شده انتقال جرم را با فرآیند الکتروشیمیایی کوپل می کند. برای مدل سازی جریان گاز داخل کانال آند از معادلات ناویر ـ استوکس و بقای اجزاء استفاده شده است. به منظور مدل سازی امپدانس الکتروشیمیایی پیل، ابتدا رفتار پایای پیل در شرایط کارکرد بدست آمده و سپس با اعمال یک تحریک ولتاژ سینوسی، پاسخ گذرای سیستم (جریان) در فرکانس تحریک محاسبه شده است. این پاسخ مبنای مدل سازی امپدانس الکتروشیمیایی قرار می گیرد. امپدانس سیستم در دامنه وسیعی از فرکانس های تحریک محاسبه شده و طیف امپدانس بدست آمده بصورت نمودار نایکوئیست ارائه شده است. انتقال گاز و تغییرات غلظت آن سبب بروز رفتار خازنی به فرم مدار r-c و ایجاد بخش موهومی در امپدانس می شود.همچنین امپدانس سیتم برای شرایط کارکرد مختلف اعم از غلظت ورودی، دمای عملکرد پیل، سرعت ورودی جریان و افت ولتاژهای متفاوت ارائه شده استو