| مطالعه عددی در بهبود عملکرد پیل سوختی غشاء پلیمری با استفاده از ساختارهای مختلف دندانه‌گذاری در میدان جریان سمت کاتد |
| کد مقاله : 1661-ISME2025 |
| نویسندگان |
|
محمد جواد کیخائی، فرزانه ابراهیمی، محمدجعفر کرمانی * دانشگاه صنعتی امیرکبیر |
| چکیده مقاله |
| امروزه سیستم های پیل سوختی با توجه به ویژگی های جذاب شان توجه های زیادی را به خود جذب کرده اند. در این مطالعه به منظور بهبود عمکلرد پیل سوختی غشاء پلیمری، بررسی تأثیر ساختارهای مختلف دندانه‌گذاری در میدان جریان سمت کاتد پیل با استفاده از شبیه‌سازی عددی پرداخته می شود. هدف اصلی، بهبود توزیع جریان گازهای واکنش‌دهنده و افزایش عملکرد کلی پیل سوختی از طریق طراحی بهینه‌ی کانال‌های جریان است. سه ساختار دندانه‌گذاری مختلف شامل حالت پایه (بدون دندانه)، دندانه‌گذاری در میانه کانال و دندانه‌گذاری در مارپیچ مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که دندانه‌گذاری به‌ویژه در حالت میانه، توزیع یکنواخت‌تری از اکسیژن در سطح کاتالیست ایجاد کرده و انتقال جرم را بهبود می‌بخشد. این بهبود منجر به افزایش چگالی جریان الکتریکی و توان حجمی پیل شد. حالت دندانه‌گذاری در میانه با 12 دندانه، بهترین عملکرد را با افزایش 11/27% در توان خالص نسبت به حالت بدون دندانه نشان داد. همچنین، دندانه‌گذاری باعث فعال‌سازی نواحی مرده و افزایش مشارکت سطح فعال در واکنش شیمیایی شد. این مطالعه نشان می‌دهد که طراحی بهینه‌ی میدان جریان با استفاده از دندانه‌گذاری می‌تواند به طور قابل توجهی عملکرد پیل سوختی را بهبود بخشد. |
| کلیدواژه ها |
| پیل سوختی غشای غشاء پلیمری ، کانال جریان مارپیچ موازی، توزیع یکنواخت جریان، دینامیک سیالات محاسباتی. |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |