مطالعه عددی عملکرد پیل سوختی اکسید جامد با میدان جریان همگرا واگرا

به دلیل نقش مهم صفحات دو قطبی در پیل سوختی اکسید جامد، عملکرد یک پیل سوختی اکسید جامد به شدت وابسته به کانال های عبور جریان هوا و سوخت می باشد. در راستای بررسی چگونگی تاثیر هندسه کانال های جریان هوا و سوخت بر عملکرد، چگالی جریان و توان، نتایج شبیه سازی برای ارزیابی عملکرد دو نوع پیل سوختی با کانال های مستقیم و کانال های همگرا واگرا بحث شده اند. در این تحقیق یک مدل سه بعدی از پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای حمایت شده توسط آند با سوخت هیدروکربنی ارائه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که اختلاف فشار بین کانال های همگرا واگرا سبب تولید جریان عرضی در کانال ها و دندانه ها برای توزیع بهتر واکنش دهنده ها در پیل سوختی با کانال-های همگرا واگرا می گردد. این سرعت عرضی سبب افزایش ۶ درصدی مصرف سوخت در پیل سوختی با کانال های همگرا واگرا نسبت به پیل سوختی با کانال های مستقیم معمولی در ولتاژ عملکردی ۷/۰ ولت می شود اما به دلیل کاهش مساحت کانال های این پیل نسبت به پیل معمولی، چگالی جریان در این پیل ۱۰ درصد کمتر از پیل با کانال های مستقیم است. همچنین در ولتاژهای عملکردی پایین تر از ۵۵/۰ ولت، پیل سوختی با کانال های مستقیم به دلیل دارا بودن چگالی جریان، توان و مصرف سوخت بالاتر نسبت به پیل با کانال های همگرا واگرا، دارای کارایی بهتری است.

Keywords:

پیل سوختی اکسید جامد , کانال های همگرا واگرا , طراحی صفحات دوقطبی , جریان عرضی