بررسی تاثیر مانع در کانال کاتد بر توزیع دمای پیل سوختی غشا پلیمری

مدیریت گرما در پیل سوختی غشا پلیمری برای افزایش نرخ واکنش ها، جلوگیری از تشکیل نقاط داغ، جلوگیری از خشک شدگی غشا ضروری است. در پیل سوختی غشا پلیمری با محدودیت در جهت های افزایش و کاهش دما مواجه می باشیم. میدان جریان بر انتقال جرم و گرما و به طبع آن بر چگالی جریان تاثیر می گذارد و طراحی مناسب میدان منجر به بهبود عملکرد پیل می شود. کانال های جریان موازی همراه با مانع می توانند انتقال واکنش دهنده ها به لایه کاتالیست را افزایش داده و باعث کاهش بیشینه دما، توزیع یکنواخت دما و بهبود عملکرد پیل شوند. در این مقاله به مدل سازی عددی، سه بعدی و دوفازی پیل با کانال های همراه با مانع پرداخته شده و عملکرد الکتروشیمیایی و گرمایی آن با پیل با کانال های موازی ساده مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که افزودن مانع باعث بهبود انتقال جرم از کانال ها به سمت لایه پخش گاز شده و از این رو نرخ واکنش در پیل افزایش یافته و منجر به بهبود عملکرد پیل می شوند. همچنین، وجود مانع باعث می شود بیشینه دمای پیل بیشتر از 1 کلوین کاهش یابد و توزیع دما یکنواخت تر شود.

investigating the effect of the baffles in the cathode channel on the temperature distribution of the polymer membrane fuel cell

heat management in the polymer membrane fuel cell is necessary to increase the rate of reactions, prevent the formation of hot spots, and prevent the membrane from drying out. in the polymer membrane fuel cell, in the polymer membrane fuel cell, there is a limitation in increasing and decreasing the temperature. the flow field affects the mass and heat transfer and consequently thecurrent density, and the proper design of the flow field leads to the improvement of the fuel cell performance. parallel flow channelswith baffles can increase the transfer of reactants to the catalyst layer and reduces the maximum temperature, uniforms temperaturedistribution and improve battery performance. in this article, the numerical, three-dimensional and two-phase modeling of the fuelcell with channels along with baffles is discussed and its electrochemical and thermal performance is compared with the battery withsimple parallel channels. the results show that the addition of the baffles improves the mass transfer from the channels to the gasdiffusion layer and hence the reaction rate in the cell increases and leads to improved cell performance. also, the presence of thebaffles causes the maximum temperature of the fuel cell to decrease by more than 1 kelvin and the temperature distribution becomesmore uniform.