مدل سازی سه بعدی و گذرای پیل سوختی غشا پلیمری با میدان جریان پینی

در پژوهش حاضر، یک مدل سه بعدی و گذرای پیل سوختی غشا پلیمری با میدان جریان پینی بررسی شده است. با حل عددی معادلات دیفرانسیل حاکم شامل معادلات بقای جرم، بقای ممنتم، بقای گونه­ها، بقای بار الکتریکی و بقای انرژی همراه با معادلات واکنش­های الکتروشیمیایی، رفتار گذرای پیل بررسی شده است. ارائه نتایج مربوط به پارامترهای اساسی همچون چگالی جریان الکتریکی، توزیع غلظت گونه­های شیمیایی، توزیع سرعت و خطوط جریان در پیل با میدان جریان پینی، درک کاملی از اصول اساسی پدیده­های انتقال در پیل سوختی غشاء پلیمری فراهم می­کند. نتایج نشان می­دهد که استفاده از میدان جریان پینی، انتقال اکسیژن به لایه کاتالیست را بهبود می­بخشد و در نتیجه باعث ایجاد چگالی جریان بالا می­شود. همچنین، مدت زمان پایداری پیل سوختی از مرتبه ثانیه است که این موضوع نشان دهنده کوتاه بودن فرآیند راه­اندازی پیل سوختی غشا پلیمری است. در این مدت زمان، پارامترهای عملکردی پیل سوختی مانند چگالی جریان، غلظت مولی واکنش­دهنده­ها و فشار پیل سوختی طی این مدت زمان به پایداری می رسند.

Keywords:

ورق کامپوزیتی , لایه گذاری متعامد , تنش های بین لایه ای , بارگذاری خمشی , نظریه لایه ای