مقایسه عملکرد پیلسوختی غشا پلیمری با کانال ساده و فوم فلزی به عنوان توزیع کننده جریان

به منظور، توزیع یکنواخت گازهای واکنشگر، کاهش وزن، صرفهجویی در هزینه ماشینکاری کانالهای جریان و عملکرد بهتر پیل سوختیغشا پلیمری، در این مقاله از فوم فلزی به عنوان توزیع کننده گازها استفاده میشود. با توسعه یک مدل سه بعدی، معادلات پیوستگی،بقای مومنتوم، اجزا، شارژ و انرژی به همراه روابط الکتروشیمیایی در نواحی مختلف پیل با یک مدل تک ناحیهای و به روش عددی حلشدهاند و عملکرد پیل با فوم فلزی با پیلهای متداول مقایسه گردیده است. نتایج نشان میدهند که در پیل با فوم فلزی، انتقال گازهایواکنشگر به لایههای کاتالیست و میزان چگالی جریان بیشتر و توزیع گازها و چگالی جریان در دانسیته جریانهای بالا، بسیار یکنواختتراست. در دانسیته جریانهای پایین و متوسط، عملکرد پیل با فوم فلزی و کانال معمولی تقریباً مشابه یکدیگر است؛ اما در دانسیته جریان-های بالا، عملکرد پیل با فوم فلزی به دلیل انتقال بالاتر اجزا و از بین رفتن افتهای انتقال جرم ناشی از شانههای کانال بهتر است.به دلیلضریب نفوذپذیری بالای فوم فلزی، افت فشار این پیلها در مقایسه با پیلهای متداول اندکی بیشتر است و این مساله، نگرانی ناشی ازافزایش مصرف توان پیل در سیستمهای جانبی پیل را بر طرف کرده و استفاده از فومهای فلزی را بسیار توجیهپذیر میسازد.