بررسی تجربی تاثیر پارامترهای جریان ورودی بر عملکرد پیل‌سوختی غشا پلیمری

وجود آب در پیل‌سوختی غشا پلیمری به دلیل تامین رطوبت مورد نیاز غشا جهت تامین رسانایی یونی ضروری می باشد؛ ولی انباشت بیش از اندازه آب مایع در پیل که به عنوان پدیده طغیان شناخته می شود، به دلیل کاهش تعداد مسیرهای گازهای واکنش دهنده در لایه نفوذ گاز و مکان های واکنش لایه کاتالیست و افزایش افت انتقال جرم، باعث افت عملکرد پیل می گردد. در این پژوهش با استفاده از تصویربرداری اپتیکال، جریان دو فاز درون کانال جریان کاتد یک پیل‌سوختی غشا پلیمری شفاف با کانال تک مارپیچ به صورت ناپایا و میانگین زمانی مورد بررسی قرار گرفته است. نسبت طول آب پوشانی و میانگین زمانی آن، که به ترتیب معیاری از آب مایع موجود در هر لحظه و میانگین زمانی آن در کانال جریان کاتد می باشد، محاسبه شده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که با افزایش استوکیومتری، کاهش رطوبت نسبی و افزایش دمای گازهای ورودی در دو سمت کاتد و آند، میزان آب مایع انباشته‌ شده در کانال جریان کاتد در حالت های نا پایا و میانگین زمانی کاهش می یابد. در حالات نا پایا و میانگین زمانی، تاثیر استوکیومتری آند بر میزان آب مایع انباشته‌شده در کانال کاتد، بیشتر از تاثیر استوکیومتری کاتد می باشد.