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

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار گروه مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اصفهان

2 استادیار مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران

چکیده

به منظور، توزیع یکنواخت گازهای واکنشگر، کاهش وزن، صرفه جویی در هزینه ماشینکاری کانال های جریان و عملکرد بهتر پیل سوختی غشا پلیمری، در این مقاله از فوم فلزی به عنوان توزیع کننده گازها استفاده می شود. 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 ناحیه ای و به روش عددی حل شده اند و عملکرد پیل با فوم فلزی با پیل های متداول مقایسه گردیده است. نتایج نشان می دهند که در پیل با فوم فلزی، انتقال گازهای واکنشگر به لایه های کاتالیست و میزان چگالی جریان بیشتر و توزیع گازها و چگالی جریان در دانسیته جریان های بالا، بسیار یکنواخت تر است. در دانسیته جریان های 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 افت های انتقال جرم ناشی از شانه های کانال بهتر است. به دلیل ضریب نفوذپذیری بالای فوم فلزی، افت فشار این پیل ها در مقایسه با پیل های متداول اندکی بیشتر است و این مساله، نگرانی ناشی از افزایش مصرف توان پیل در سیستم های جانبی پیل را بر طرف کرده و استفاده از فوم های فلزی را بسیار توجیه¬پذیر می¬سازد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات