شبیه‌سازی امپدانس غلظت سوخت پیل سوختی اکسید جامد صفحه‌ای

در این مقاله یک مدل گذرا برای آند پیل های سوختی اکسید جامد ارایه شده است که علاوه بر عملکرد پایا و رفتار گذرای آنها، طیف امپدانس الکتروشیمیایی را نیز شبیه‌سازی می کند. مدل ارایه شده انتقال جرم را با فرایند الکتروشیمیایی کوپل می کند. از معادلاتبقای ناویر- استوکس و بقای اجزا به صورت یک بعدی برای مدل‌سازی انتقال گاز در کانال آند استفاده شده و برای مدل‌سازی فرایند الکتروشیمیایی از معادله خطی استفاده شده است. جهت مدل‌سازی امپدانس الکتروشیمیایی به مجموعه معادلات گذرای مذکور تحریک سینوسی اعمال شده و پاسخ سیستم جهت محاسبه امپدانس استفاده شده است. به منظور حل مجموعه معادلات به دست آمده، یک کد عددی بر پایه روش حجم محدود توسعه یافته است. نتایجبه دست آمده نشان می دهند که انتقال جرم در کانال آند منجر به ایجاد یک نیم دایره خازنی فرکانس پایین در نمودار نایکوییستمی شود.همچنین تاثیر پارامترهای مختلف مانند افت ولتاژ، دما، سرعت و غلظت هیدروژن ورودی بر انتقال جرمو طیف امپدانس حاصل از آن بررسی شده و بر روی نتایج حاصله بحث شده است. نتایج شبیه سازی تطابق خوبی با نتایج منتشر شده دارند.