شبيه سازي مديريت آب در پيل سوختي نوع PEM  Fulltext 

[ رامين روشندل ] - دانشكده مهندسي مكانيك، دانشگاه صنعتي شريف
[ بيژن فرهانيه ] - دانشكده مهندسي مكانيك، دانشگاه صنعتي شريف
[ اسماعيل ساعي ورايراني زاد ] - تهران، دانشكده علوم پايه، بخش فيزيك، دانشگاه تربيت مدرس

خلاصه مقاله:

پيل هاي سوختي وسايلي هستند كه در آنها انرژي سوخت هاي شيميائي بطور مستقيم به انرژي الكتريكي تبديل مي شوند . پيل هاي سوختي معمولاً براساس نوع الكتروليتي كه دارند تقسيم بندي مي شوند . در اين ميان پيل هاي سوختي پليمري بيش از ساير انواع پيل هاي سوختي در صنايع خودروسازي مورد توجه قرار گرفته اند . يكي از مسائل مهم در بررسي و مدلسازي يك پيل سوختي نوع PEM تعادل آب و يا مديريت آب در يك پيل سوختي است . غشاء (Membrane) براي رسانش خوب يون ها از آند به كاتد نياز به رطوبت دارد . اگر مقدار رطوبت كم باشد پديده خشكي (Dehydration) در آند رخ خواهد داد . اين مسئله باعث افزايش مقاومت يوني غشاء و كاهش ولتاژ كاركردي پيل و در نتيجه كاهش توان توليدي پيل خواهد شد . از طرف ديگر اگر مقدار اضافي آب در داخل پيل سوختي جمع شود پديده طغيان (Flooding) در كاتد رخ خواهد داد . در اينصورت تخلخل (porosity) در الكترودها و لايه هاي نفوذ گازي (Gas Diffusion Layer) كاهش يافته و اين مسئله باعث افت توان خروجي پيل خواهد شد . در اين مقاله به بررسي موازنه آب در يك پيل سوختي PEM پرداخته و با استفاده از دو متغير مجازي تعريف شده وضعيت پيل سوختي از نظر مقدار رطوبت موجود در آن مشخص مي شود . همچنين تاثير تغييرات دما بر مديريت آب در پيل سوختي مورد تجزيه و تحليل قرار خواهد گرفت .

سيستم هاي انرژي، پيل سوختي، PEM ، مديريت آب