بررسی آزمایشگاهی جریان الکترو-اسمز در اثر جریان و رطوبت گازهای ورودی به پیل سوختی تک سلولی غشا پلیمری

در پژوهش حاضر، رطوبت نسبی گازها در یک پیل سوختی با غشا مبادله کننده پروتون تغییر داده شد و اثر آن بر جریان الکترو-اسمز بررسی گردید. با تغییر رطوبت در دو طرف پیل سوختی و استفاده از معادلات تعادل آب، مقادیر جریان الکترو-اسمز، ضریب الکترو-اسمز و درگ خالص در رطوبت های مختلف به دست آمد. نتایج نشان داد که تغییرات الکترو-اسمز بر حسب رطوبت آند و کاتد تا یک رطوبت خاص به صورت خطی تغییر می کرد و بعد از آن تغییر زیادی مشاهده نگردید. همچنین نتایج نشان داد که تغییر رطوبت آند اثر مطلوب تری نسبت به تغییر رطوبت کاتد داشت. برای مثال، در رطوبت 70 درصد آند و 35 درصد کاتد با جریان 5 آمپر مقدار جریان الکترو-اسمز برابر با 2.66639×10-6 مول بر سانتی متر مربع بر ثانیه به دست آمد، درحالی که در رطوبت 70 درصد کاتد و 35 درصد آند با همان جریان برابر با 2.56418×10-6 مول بر سانتی متر مربع بر ثانیه ثبت شد. نتایج نشان داد که تغییرات ضریب الکترو-اسمز بر حسب رطوبت نیز به صورت خطی تغییر می کرد. همچنین معلوم شد که تغییر جریان پیل سوختی اثر چندانی بر نمودارهای ضریب الکترو-اسمز ندارد. محدوده تغییرات ضریب الکترو-اسمز بین 0.636001 تا 1.632476 به دست آمد که با اعداد موجود در مقالاتی که در این زمینه ارایه شده است، مطابقت خوبی داشت. همچنین، تغییرات درگ خالص برحسب رطوبت بررسی شد و مشخص گردید که درگ خالص برحسب رطوبت کاتد به صورت خطی با شیب مثبت تغییر می کرد اما تغییرات برحسب رطوبت کاتد به صورت خطی با شیب منفی بود.