بررسی فرآیند مونتاژ در توده پیل سوختی پلیمری مجهز به صفحات دوقطبی گرافیتی

عوامل زیادی بر عملکرد یک پیل سوختی پلیمری تاثیر گذار هستند. تلفات اهمی یکی از منابع اصلی اتلاف توان در پیلهای سوختی پلیمری می باشد. یکی از مهم ترین منابع تلفات اهمی در درون پیل، مقاومت تماسی بین صفحات دوقطبی و لایه نفوذ گاز است. میزان فشار مونتاژ استک پیل سوختی می تواند تاثیر بسزایی بر تلفات اهمی در درون استک و عملکرد آن داشته باشد. فشار مونتاژ استک و پارامترهای هندسی شبکه توزیع جریان باید به گونه ای تعیین شوند که هم مقدار مقاومت الکتریکی تماسی و فرورفتگی صفحه نفوذ در کانال های صفحات دوقطبی را کمینه کند و هم از نشت گازهای واکنش گر جلوگیری به عمل آورد. در تحقیق حاضر، یک مدل اجزای محدود جهت شبیه سازی فرآیند مونتاژ استک پیل سوختی ارائه شده به کمک آن تاثیر پارامترهای هندسی شبکه توزیع جریان بر مقاومت تماسی الکتریکی و فرورفتگی صفحات نفوذ در درون کانال های گازهای واکنش گر مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین جهت راستی آزمایی نتایج حاصل از شبیه سازی، مجموعه ای از آزمایشات تجربی صورت پذیرفت. نتایج حاصل از آزمایشات تجربی بیانگر تطابق خوب آنها با نتایج حاصل از شبیه سازی در زمینه روند تغییرات پارامترها می باشد. نتایج حاصله نشان می دهند که افزایش فشار مونتاژ تا حد معینی بر کاهش مقاومت تماسی الکتریکی موثر بوده و افزایش بیشتر فشار مونتاژ تاثیری بر کاهش مقاومت الکتریکی ندارد. همچنین، نسبت پهنای جداره به پهنای کانال یکی از پارامترهای موثر در عملکرد الکتریکی و مکانیکی پیل بوده به گونه ای که با کاهش آن، مقدار مقاومت الکتریکی و فرورفتگی لایه نفوذ در درون کانال ها افزایش می یابد