بهبود عملکرد و کاهش حجم سامانه خنک کاری در پیل های سوختی پلیمری دما پایین با استفاده از نانو سیال

مدیریت صحیح گرما یکی از معضلات اساسی در پیل های سوختی بوده که باید به نحوی مرتفع گردد. عملکرد پیل در دماهای بالا باعث خشک شدن غشاء، افزایش مقاومت اهمی پیل، انقباض و گسیختگی غشاء و در دما های پایین باعث کاهش نرخ واکنش ها، ولتاژ، راندمان، توان خروجی و همچنین باعث میعان آب و وقوع پدیده غرقابگی در سمت کاتد می گردد. افزایش توان در پیل های سوختی با افزایش تعداد پیل ها در یک استک پیل سوختی همراه است. با افزایش توان گرمای تولید شده در استک افزایش می یابد که نیازمند دبی بالای سیال خنک کاری برای دفع حرارت تولید شده است. افزایش دبی با افزایش حجم سیستم خنک کاری، افزایش توان مصرفی پارازیتی و در نتیجه کاهش راندمان در استک همراه است. در این مقاله استفاده از نانوسیال به عنوان راهکاری برای حل این مشکل معرفی می شود و اثر آن بر کاهش توان پارازیتی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان داده است که با استفاده از مخلوط آب و 2 درصد نانوذره اکسید آلومینیم در رینولدز 6000 خواهیم توانست اختلاف دمای تمامی نقاط را نسبت به ورودی کمتر از 5 درجه نگه داریم. این در حالی است که برای سیال پایه باید حداقل رینولدز جریان به 9000 برسد.

Keywords:

میدان خنک کاری , نانو سیال , مدیریت حرارت , سیال خنک کاری , ضریب انتقال حرارت جابجایی