مدلسازی و ارائه روش جدید ارزیابی عملکرد پیل سوختی کربنات مذاب با بهسازی داخلی غیرمستقیم جهت کاربرد در صنایع هوافضا

پیل‌های سوختی در سال‌های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. در میان انواع پیل‌های سوختی، پیل‌های سوختی دما بالا به عنوان فناوری‌های با عملکرد مناسب شناخته شده‌اند، چرا که راندمان بالایی دارند، سازگار با سوخت‌های مختلف هستند و همچنین از دمای بالای آن‌ها می‌توان برای کاربردهای تولید همزمان استفاده نمود. از میان پیل‌های سوختی دما بالا ،پیل سوختی کربنات مذاب دارای مزایای بسیاری است اما کمتر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده به عنوان جداساز دی‌اکسیدکربن و همچنین توانایی کاربرد بهسازگر داخلی از جمله مزایای آن است. بهسازگر داخلی نیاز به تجهیزات خارجی جهت بهسازی را از بین می‌برد و همچنین منجر به افزایش راندمان کلی سیستم می‌گردد. به منظور درک بهتر عملکرد پیل سوختی کربنات مذاب، در این پژوهش مدل پیل سوختی کربنات مذاب با بهسازی داخلی غیرمستقیم، مرحله به مرحله توسعه داده شده است. مدل حاضر به گونه‌ای توسعه داده شده است که دارای سرعت پاسخگویی و دقت مناسبی باشد. همچنین به منظور ارزیابی پارامترهای موثر در عملکرد پیل سوختی، تاثیر پارامترهایی نظیر فشار، دمای ورودی پیل سوختی، نسبت بخار به سوخت، ضریب به‌کارگیری سوخت، هوا و دی‌اکسیدکربن بر راندمان پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که استفاده از این فناوری تبدیل انرژی به‌ویژه در کشور ما در مراحل تکامل است، بررسی نحوه عملکرد این فناوری در شرایط مختلف می‌تواند به بلوغ بیشتر این فناوری کمک کند و جایگاه خود را در استفاده صنایع هوافضا به خصوص تولید انرژی الکتریکی در هواپیما اثبات نماید. با توجه به نتایج تحلیل حساسیت صورت گرفته، پارامترهای فشار، نسبت بخار به سوخت، دمای ورودی پیل سوختی و ضریب به کار گیری سوخت بیشترین تاثیر را روی راندمان پیل سوختی دارند. با افزایش فشار، راندمان از 56% به 42% افت می‌کند. همچنین افزایش نسبت بخار به سوخت، دمای ورودی پیل سوختی و ضریب به کار گیری سوخت، به ترتیب منجر به افزایش راندمان به میزان 6.2%، 7.5% و 14.3% می‌شود. از سوی دیگر پارامترهای ضریب به‌کارگیری هوا و دی‌اکسیدکربن کمترین اثر را روی راندمان پیل سوختی کربنات مذاب دارند.