بررسی پارامتریک پیل سوختی اکسید جامد تمام متخلخل لوله‌ای با سوخت آمونیاک و مدل سینتیکی تمکین - پیژف

بحران انرژی و نگرانی های محیط زیستی در دهه های اخیر، چالش جدی زندگی بشری است. پیل سوختی به ویژه نوع اکسید جامد با توجه‌ به ویژگی هایی ازجمله انعطاف سوختی، بازدهی مناسب و بی‌نیازی از فلزهای گران‌بها استقبال پیدا کرده‌است. با این حال، مشکلات سوخت هیدروژن مانند چگالی انرژی پایین فاز گاز، ذخیره سازی و قابلیت حمل دشوار، آمونیاک را به‌عنوان گزینۀ مناسب جای‌گزین سوخت مطرح کرده‌است. در این پژوهش، پیل سوختی اکسید جامد تمام‌متخلخل لوله ای با سوخت آمونیاک شبیه سازی و بررسی شده‌است. بر این اساس، معادلات بقای جرم، ممنتوم، انرژی، گونه ها و شار الکتریکی به‌صورت کد المان محدود تعریف، کوپل و حل شده‌است. نتایج نشان می دهد که وجود تخلخل الکترولیت باعث افزایش بازدهی پیل سوختی با سوخت آمونیاک می‌شود. هم‌چنین مشاهده شد که چگالی توان و جریان پیل سوختی با دمای کاری و سرعت جریان رابطۀ مستقیم و با تخلخل الکترودها رابطۀ عکس دارد.

parametric study of ammonia-fueled tubular ap-sofc with temkin-pyzhev kinetic model

the energy crisis and environmental concerns in recent decades are a serious challenge to human life. the fuel cell, especially the solid oxide type, has been welcomed due to its features such as fuel flexibility, good efficiency and no need for precious metals. however, the problems of hydrogen fuel, such as the low energy density of the gas phase, difficult storage and portability, have suggested ammonia as a suitable alternative fuel. in this research, tubular all porous solid oxide fuel cell ammonia fueled has been simulated and investigated. therefore, the equations of conservation of mass, momentum, energy, species and electric flux are defined, coupled and solved in the form of finite element code. the results show that the presence of electrolyte porosity increases the efficiency of fuel cell ammonia fueled. it was also observed that the power and current density of the fuel cell have a direct relation with the operation temperature and flow rate and an inverse relation with the porosity of the electrodes.