مدل سازی ترمودینامیکی الکترولایزر غشا پلیمری و بررسی پارامترهای مختلف بر عملکرد آن

پیل های سوختی از جمله منابع جدید انرژی هستند. هدف اصلی به کارگیری این سیستم های تولید توان، تامین مداوم انرژی در مدت زمان طولانی است. از کاربرد های مهم آن ها تامین مداوم انرژی الکتریکی در سیستم های پیش رانش هوایی مثل کشتی های هوایی و هواپیم اهای بدونسرنشین است. خوراک ورودی پیل سوختی، هیدروژن و اکسیژن است.برای فعالیت پیل سوختی نیاز به الکترولایزر است که هیدروژن و اکسیژن ورودی به پیل را تولید کند. الکترولایزر های غش اپلیمری از رایج ترین مبدل های انرژی جهت تولید هیدروژن هستند. در این پژوهش سعی براین است که مدل سازی ترمودینامیکی الکترولایزر غشا پلیمری و تاثیر پارامترهای مختلف از جمله دما و فشار و هم چنین ضخامت الکترولیت بر عملکرد الکترولایزر مورد بررسی قرار گیرد. علاوه بر این پارامترها، تاثیر چگالی تبادل جریان آند و کاتد که بیشتر وابسته به خواص الکترودهااست، بر منحنی پلاریزاسیون الکترولایزر بررسی می شود. برای این منطورابتدا معادلات الکتروشیمیایی مکانیکی حاکم بر سیستم الکترولایزر بیان - شده و مدل آن توسط نرم افزار متلب توسعه داده می شود. سپس با در نظر گرفتن شرایط مختلف، عملکرد الکترولایزر مورد تحلیل و بررسی قرارمی گیرد. نتایج حاکی از آن است که با افزایش چگالی جریان و یا به عبارتیافزایش میزان هیدروژن تولیدی، ولتاژ سل الکترولایزر افزایش می یابد. هم چنین افزایش دما، کاهش فشار، کاهش ضخامت غشا و افزایش چگالی تبادل جریان آند و کاتد سبب افزایش عملکرد الکترولایزر غشاپلیمریمی شود. بهینه مقدار عملکردی برای دما برابر 363 کلوین و فشار برابر 1اتمسفر است و بهترین غشا، نفیون 115 است.