شبیه سازی عددی ساختار هندسی یک پیل سوختی با غشا تبادل پروتونی و بررسی چگونگی تغییر دما و گونه ها در لایه های مختلف

در این تحقیق، یک مدل سه بعدی از پیل سوختی غشا پلیمری،غیر همدما و تکفاز با کانال های جریا گاز و محدودهmea مدلسازی شده است. شبیه سازی مدل در نرم افزار ّمعثدف انجام شده است.در ابتدا یعد از مدلسازی و اعتبار دهی با استفاده از نتایج تجربی،تاثیر پارامترها نظیر توزیع گونه ها و اب و تاثیر دما روی اب در پیل مورد بررسی قرار گرفت سپس روی کانال کانال های جدید و مختلف که قابل اجرایی و عملیاتی می باشد تمرکز یافتیم. مطالعه ما نشان داد که کانال های با سطح مقطع بیضوی و دایروی چگالی جریان بالاتری در مقایسه با مدل معمولی ارایه می دهد. با این حال، هندسه کانال بیضوی و دایروی , موجب تسهیل حمل و نقل واکنش دهنده ها، باعث توزیع همگن گونه ها و در نتیجه به پتانسیل اضافی کمتر در سمت کاتد که مهمترین افت ناشی از ان است. شبیه سازی سه کانال مختلف نشان داد عرض شانه تاثیر به سزایی در عملکرد پیل دارد و موجب افزایش افت های اهمی می شود. همچنین این پژوهش عددی روی تاثیر حالت های جدیدی از مجموعه غشا مورب شده با حفظ مساحت ورودی و شرایط مرزی متمرکز شده است.هدف اصلی این تحقیق افزایش کارایی و خروجی جریان با امکان عملی بودن تحقیق. در این راستا مجموعه غشا دارای سطح مورب شده در هر دو طرف کاتد و اند مورد مطالعه قرار گرفته شده است.بررسی، نتایج بهتری را برای حالتی که مجموعه غشا به سمت کاتد مورب شده به دلیل داشتن منطقه واکنش بیشتر، توزیع یکنواخت تر واکنش دهنده ها، حمل اکسیژن بهتر به لایه پخش گاز در منطقه شانه و داشتن پتانسیل اضافی کمتر در سمت کاتد که اصلی ترین تلفات متوجه ان می باشد نشان می دهد.