ابراهیم افشاری - استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان
محمدحسین خیام - کارشناس ارشد، مجتمع مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهینشهر اصفهان
سیدعلی اطیابی - دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان

در این مقاله، یک مدل پیل سوختی غشا پلیمری به صورت سه بعدی، تک فاز، ناپایا و در حالت کاتد انتها بسته مدلسازی شده است و تاثیر پارامترهای نسبت رطوبت و استوکیومتری ورودی بر عملکرد پیل بررسی شده است. مدل شامل معادلاتدیفرانسیل حاکم از جمله بقای جرم، بقای مومنتوم، بقای گونهها، بقای بار الکتریکی و بقای انرژی همراه با واکنشهای الکتروشیمیایی است که با استفاده از روش حجم محدود برای الکترودهای پخش گاز در دو سمت آند و کاتد، لایههایکاتالیست آند و کاتد و ناحیه غشاء معتبر میباشند حل شده است. سعی شده است با بررسی رفتار گذاری پیل و ارایه نتایج مربوط به پارامتر اساسی چگالی جریان الکتریکی درک کاملی از اصول اساسی پدیدههای انتقال در پیل سوختی غشاء پلیمری در حالت گذرا و کاتد انتها بسته فراهم شود. نتایج نشان میدهند که کاهش استوکیومتری جریان باعث کاهش چگالی جریانمیگردد. در حقیقت با هر افت ناگهانی ضریب استوکیومتری جریان، چگالی جریان نیز به صورت ناگهانی در همان لحظه افت میکند. همچنین، با کاهش رطوبت نسبی آند محدوده چگالی جریان افزایش مییابد؛ هر چند که تغییرات ان بسیار کم می باشد.

پیل سوختی غشا پلیمری، حالت گذرا، کاتد انتها بسته، رطوبت نسبی، استوکیومتری