مدل‌سازی سه بعدی و گذرای پیل سوختی غشا پلیمری با میدان جریان پینی

در پژوهش حاضر، یک مدل سه بعدی و گذرای پیل سوختی غشا پلیمری با میدان جریان پینی بررسی شده است. با حل عددی معادلات دیفرانسیل حاکم شامل معادلات بقای جرم، بقای ممنتم، بقای گونه ها، بقای بار الکتریکی و بقای انرژی همراه با معادلات واکنش های الکتروشیمیایی، رفتار گذرای پیل بررسی شده است. ارائه نتایج مربوط به پارامترهای اساسی همچون چگالی جریان الکتریکی، توزیع غلظت گونه های شیمیایی، توزیع سرعت و خطوط جریان در پیل با میدان جریان پینی، درک کاملی از اصول اساسی پدیده های انتقال در پیل سوختی غشاء پلیمری فراهم می کند. نتایج نشان می دهد که استفاده از میدان جریان پینی، انتقال اکسیژن به لایه کاتالیست را بهبود می بخشد و در نتیجه باعث ایجاد چگالی جریان بالا می شود. همچنین، مدت زمان پایداری پیل سوختی از مرتبه ثانیه است که این موضوع نشان دهنده کوتاه بودن فرآیند راه اندازی پیل سوختی غشا پلیمری است. در این مدت زمان، پارامترهای عملکردی پیل سوختی مانند چگالی جریان، غلظت مولی واکنش دهنده ها و فشار پیل سوختی طی این مدت زمان به پایداری می‌رسند.