مقایسه عملکرد پیل سوختی غشا پلیمری با کانال ساده و فوم فلزیبه عنوان توزیع کننده جریان

به منظور، توزیع یکنواخت گازهای واکنشگر، کاهش وزن، صرفهجویی در هزینه ماشینکاری کانالهای جریان و عملکرد بهتر پیل سوختی غشا پلیمری، در این مقاله از فوم فلزی به عنوان توزیع کننده گازها استفاده میشود. با توسعه یک مدل سه بعدی، معادلات پیوستگی، بقای مومنتوم، اجزا، شارژ و انرژی به همراه روابط الکتروشیمیایی در نواحی مختلف پیل با یک مدل تک ناحیهای و به روش عددی حل شدهاند و عملکرد پیل با فوم فلزی با پیلهای متداول مقایسه گردیده است. نتایج نشان میدهند که در پیل با فوم فلزی، انتقال گازهای واکنشگر به لایههای کاتالیست و میزان چگالی جریان بیشتر و توزیع گازها و چگالی جریان در دانسیته جریانهای بالا، بسیار یکنواختتراست. در دانسیته جریانهای پایین و متوسط، عملکرد پیل با فوم فلزی و کانال معمولی تقریباً مشابه یکدیگر است؛ اما در دانسیته جریان-های بالا، عملکرد پیل با فوم فلزی به دلیل انتقال بالاتر اجزا و از بین رفتن افتهای انتقال جرم ناشی از شانههای کانال بهتر است.به دلیلضریب نفوذپذیری بالای فوم فلزی، افت فشار این پیلها در مقایسه با پیلهای متداول اندکی بیشتر است و این مساله، نگرانی ناشی ازافزایش مصرف توان پیل در سیستم های جانبی پیل را بر طرف کرده و استفاده از فوم های فلزی را بسیار توجیه پذیر میسازد.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی غشا پلیمری ، فوم فلزی ، کانال جریان ، نفوذپذیری ، دینامیک سیالات محاسباتی