بررسی تجربی افت های عملکردی در یک تکسل و استک پیل سوختی پلیمریH2/O2 در حالت انتها بسته

مدیریت مصرف گازهای واکنشگر پیل های سوختی غشاء پلیمری به سه حالت انتهاباز، برگشت مجدد و انتهابسته طبقه بندی میگردد. در حالت انتهاباز، گازهای واکنشگر هیدروژن و اکسیژن به مقدار زیاد وارد پیل سوختی میشوند که بخشی از گازهای واکنشگر مصرف شده و مابقی آن نیز آب تولیدی را از پیل سوختی خارج مینمایند. حالت انتهاباز معمولا برای تست های آزمایشگاهی بکار میرود. در حالت برگشت مجدد، گاز استفاده نشده به وسیله پمپ یا کمپرسور به ورودی باز می گردد. این حالت برای پیل های سوختی غشاء پلیمری کوچک قابل حمل و یا پیل های سوختی که باید در فضاهای محدود نصب شوند مناسب نمیباشد. در حالت انتهابسته، هیدروژن و اکسیژن دقیقا به اندازه مصرف وارد پیل سوختی میگردند. گازهای واکنشگر در حالت انتهابسته میبایست به دلیل انباشته شدن گاز بیاثر و آب به صورت تناوبی تخلیه گردند. روشهای مختلفی همچون رادیوگرافی نوترونی، تصویربرداری با استفاده از اشعه X و تصویربرداری با استفاده از اشعه مادون قرمز برای بررسی توزیع آب در پیل سوختی وجود دارد. این روشها به دلیل هزینه بالا، خطرناک بودن و مشکلات ناشی از ورود یا خرید تکنولوژی در اکثر موارد قابل اجرا نبوده و توجیه اقتصادی ندارد. لذا سادهترین، کمهزینه ترین و در دسترس ترین روش استفاده از پیلهای سوختی شفاف است. در این مقاله یک تکسل و استک 3 سل پیل سوختی با صفحات انتهایی شفاف و طراحی ویژه و منحصر بفرد برای مقایسه رفتارشان در حالت عملیاتی انتهابسته، طراحی، ساخت و مونتاژ شد. بررسی انواع افتهای ولتاژ در پیل سوختی و تغییر روند آنها از تک سل به استک نیز از دیگر نکات برجسته این مقاله بوده است. بررسی توزیع فشار بر روی مجموعه غشاء و الکترود با استفاده از فیلم حساس به فشار انجام گرفت. نتایج نشان داده است با بهبود توزیع فشار تماسی، میزان مقاومت تماسی حدود 60 درصد کاهش یافته است. نتایج مقاله حاضر در کاربریهای صنعتی بسیار مفید و قابل اعمال بوده و اطلاعات بسیار ارزشمند و بدیعی در اختیار پژوهشگران و محققین عرصه پیل سوختی قرار میدهد.

کلیدواژه ها:

افت اهمی ، افت غلظتی ، افت فعال سازی ، حالت انتهابسته ، نمودار قطبیت