مدلسازی واکنش و توزیع آب در لایه ی کاتالیستی کاتد پیل سوختی PEM

یک مدل دوبعدی، غیرهمدما، دوفازی و یکنواخت از کاتد لایه کاتالیستی متخلخل پیل سوختی غشای تبادلگرپروتون 1PEM مورد بررسی قرار گرفت. از معادلات نفوذ چندجزئی برای انتقاال گازها و از معادله دارسی برای جریان موئینه آب مایع در محیط متخلخل لایهی کاتالیستی کاتد پیل ساوختی PEM استفاده شد در پیل های سوختی PEM ، آب تولیددد به دو صورت بخار و مایع میباشد. میزان توزیع هر یک از دو فاز بخار و مایع در لایههای مختلف پیل، اثر بسیار زیادی بر عملکرد، راندمان و عمر پیل سوختی دارد . یکی از مسائل اساسی و مهم در عملکرد پیل سوختی، مسئلهی توزیع آب مایع در نواحی متخلخل میباشد. عواملی که باعث افزایش حرکت آب مایع میشوند؛ مانند افزایش دما، کاهش نفوذپذیری و افزایش تخلخل؛ موجب بهبود عملکرد پیل سوختی خواهند شد. در این مقاله مدلی برای لایهی کاتالیستی کاتد ارائه شده است که در آن میتوان با دادن اطلاعات مربوط به لایههای دیگر به صورت درایط مرزی لایهی کاتالیستی، توزیع آب، اجزای گازی و دما را بدست آورد. نتایج توزیع اشباعیت حاصل از این مدلسازی سازگاری نسبتاً خوبی با اطلاعات تجربی دارد . در این مدل نفوذ چندجزئی اجزاء، انتقال حرارت هم برای ماتریس جامد و هم سیال، تغییر فاز و انتقاال آب مایع مورد بررسی قرار گرفت و درنهایت اثر پارامترهای مختلف روی میزان سطح اشباعیت آب مایع موجود درلایه ی کاتالیستی ازجمله اثرات دما دانسیته جریان، نفوذپذیری و ... ارزیابی دد

Keywords:

مدلسازی واکنش , توزیع آب , لایه کاتالیستی پیل سوختی PEM