سید مهدی مهنما

در این مقاله، به بررسی تأثیر شرایط کارکردی سمت کاتد یک پیل سوختی پلیمری بر روی عملکرد آن پرداخته می شود. برای این منظور، شبیه سازی دوبعدی و دوفازی یک واحد پیل سوختی شامل کانال های گاز، لایه های نفوذ گاز و کاتالیست 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 واکنش گر و در نتیجه منحنی قطبیت پیل بدست آمده اند. همچنین اثر تغییر ولتاژ، فشار، دما، سرعت و رطوبت نسبی سمت کاتد بر میزان غلظت اکسیژن و آب و نیز عملکرد پیل مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش میزان دمای کارکرد پیل، عملکرد پیل سوختی بهبود می یابد. همچنین با افزایش سرعت، فشار و رطوبت نسبی جریان گاز ورودی به کانال، راندمان پیل سوختی افزایش می یابد. به منظور صحه گذاری نتایج بدست آمده، منحنی عملکرد حاصل از شبیه سازی تک فازی و دوفازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده و تطابق خوبی بین آن ها مشاهده شده است.