بررسی دوفازی اثر خواص فیزیکی لایه نفوذ گاز بر عملکرد پیل سوختی پلیمری

در این مقاله، به بررسی تاثیر خواص فیزیکی لایه نفوذ گاز سمت کاتد یک پیل سوختی پلیمری بر روی عملکرد آن پرداخته میشود. برای این منظور، شبیه سازی دوبعدی و دوفازی یک واحد پیل سوختی شامل کانال های گاز، لایههای نفوذ گاز وکاتالیست سمت کاتد و آند و نیز ناحیه غشاء انجام شده است. معادلات حاکم بر جریان پیل سوختی با استفاده از مدل چند فازی میکسچر و با لحاظ نمودن مدل تک ناحیه ای با استفاده از کد نویسی حل شده و غلظت اجزاء واکنشگر و در نتیجهمنحنی قطبیت پیل بدست آمده اند. همچنین اثر تغییر خواص فیزیکی لایه نفوذ گاز سمت کاتد شامل ضخامت و تخلخل آنبر میزان اشباع آب مایع و نیز عملکرد پیل مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش تخلخل لایه نفوذ گاز باعث بهبود عملکرد پیل میشود، در حالی که افزایش ضخامت آن، عملکرد پیل را کاهش میدهد. به منظورصحه گذاری نتایج بدست آمده، منحنی عملکرد حاصل از شبیه سازی تک فازی و دوفازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده و تطابق خوبی بین آنها مشاهده شده است.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی پلیمری ، شبیه سازی دوفازی ، لایه نفوذ گازGDL ، منحنی عملکرد پیل سوختی ، اشباع آب مایع