مدلسازی و ارزیابی عملکرد یک پیل سوختی اکسید جامد

پیل هـای سـوختی پتانسـیل بسـیار خـوبی جهـت کـاربرد در سیستم های پراکنده تولید قدرت دارند، به خصوص در مواردی که تولید همزمان حرارت و قدرت مـورد نظـر باشـد . در بـین انواع مختلف پیل سوختی ، نوع اکسید جامد بـه عنـوان گزینـه مناسبی در ت ولید الکتریسیته برای بخش های خانگی، تجاری و صنعتی شناخته شده است و موجه بودن کاربرد آن بـا تـوربین های گاز جهت رسیدن به راندمان بالا پذیرفته شده است . این مقاله به ارایه یک مدل کامل پلاریزاسـیون یـک پیـل سـوختی مسطح نوع اکسید جامـد بـا سـوخت هیـدروژن مـی پـردازد . جهت توضیح افت ولتاژ فعال سازی به جای استفاده از روابـط ساده شده ای ماننـد Tafel یـا در نظـر گـرفتن رابطـه خطـی جریان - ولتاژ، از رابطه Butler-Volmer استفاده شده است . در محاسبه افت ولتاژ غلظتی نیز نفـوذ Ordinary و Knudsen در نظر گرفته شده است . تمامی پارامترهای عملکردی پیل ماننـد مقاومت اجزاء، چگالی جریان تبادلی آند و کاتد و نفوذ جریان همگی به صورت تابعی از دما ارائه شده اند و تأثیر تغییر دمـا بر ولتاژ خروجی پیل مورد بررسی قرار گرفته است . همچنـین مقایسه بین تأثیر پلاریزاسـیون بـر عملکـرد انـواع پیـل هـایAnode-Suported و Electrolyte-Supported نشان داده است که نوع دوم عملکرد بهتری دارد . در نهایـت نتـایج ایـن مـدل سازی با نتایج تجربی موجود در مراجع مقایسـه شـده اسـت . این مدل می توانـد در ارزیـابی عملکـرد سـیکل هـای هیبریـد توربین گاز و پیل سوختی مورد استفاده قرار گیرد .

Keywords:

پیل سوختی اکسید جامد , مدل سازی , پلاریزاسیون