بررسی ابعاد هندسی مانع بر کارایی پیل سوختی پلیمری با میدان شارش مارپیچی

یکی از پارامترهای مهم طراحی پیل سوختی، شکل و هندسه کانال جریان جهت توزیع واکنش گرها و خروج آب تولیدی از داخل پیل است. شکل و هندسه کانال جریان تاثیری مستقیم بر توزیع یکنواخت گازهای واکنش دهنده و مدیریت مناسب آب تولیدی و خارج ساختن آن از کانال جریان دارد. به طور کلی طرح های مختلفی برای میدان جریان پیل سوختی غشا پلیمری وجود دارد. طراحی میدان جریان یک موازنه ی پیچیده بین قیدهای وابسته به هم بسیاری است، که اغلب آنها نقش معکوسی روی عملکرد پیل سوختی خواهند داشت و این مطلب ارزیابی این پارامترها را با اهمیت مینماید، قیدهای طراحی شامل افت فشار، انتقال الکترونها، انتقال حرارت و مدیریت آب است. بهینه سازی ابعاد کانال ها برای یک طرح مشخص کار پیچیده ای بوده و باید ملزومات متعددی به طور همزمان تا حد امکان برآورده شوند. بهینه سازی کانال ها به ندرت در مقالات مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله برای اولن بار تاثیر ابعاد هندسی مانع بر عملکرد، توزیع دما، مدیریت آب و محتوای آب یک پیل سوختی پلیمری با سطح فعال 25 سانتیمتر مربعی بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است مانع با ارتفاع 1/5 میلیمتر و طول 3/6 میلیمتر بهترین عملکرد را در مقایسه با سایر ابعاد دارد.

Keywords:

پیل سوختی غشاء پلیمری , میدان جریان مارپیچ , مانع , نمودار قطبیت