بررسی سه بعدی اثر خصوصیات لایه پخش گاز بر عملکرد پیل سوختی پلیمری

در این مقاله، به بررسی تاثیر خواص ساختمانی و رطوبتی ناحیه پخش گاز سمت کاتد یک پیل سوختی پلیمری بر اشباع آب مایع و عملکرد آن پرداخته می‌شود. برای این منظور، شبیه‌سازی سه‌بعدی و دو‌فازی غیر هم‌دما برای لایه‌های مختلف یک واحد پیل سوختی پلیمری انجام شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال درون پیل سوختی با استفاده از مدل چند فازی میکسچر از طریق کد نویسی حل شده و توزیع سرعت، فشار، دما، غلظت اجزاء واکنش‌گر و میزان اشباع آب مایع در لایه‌های مختلف پیل بدست آمده‌اند. همچنین اثر تغییر خواص فیزیکی و رطوبتی لایه نفوذ گاز gdl بر میزان اشباع آب و نیز عملکرد پیل مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش میزان تخلخل لایه نفوذ گاز، عملکرد پیل بهبود می یابد، در حالی که افزایش ضخامت لایه نفوذ گاز اثر معکوس بر عملکرد پیل دارد. به منظور صحه‌گذاری نتایج بدست آمده، منحنی عملکرد حاصل از شبیه‌سازی تک‌فازی و دوفازی پیل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده و تطابق خوبی مشاهده شده است.