پروژه 24

توزیع غیر یکنواخت دانسیته‌ی جریان در پیل‌های سوختی پلیمری می‌تواند منجر به ایجاد گرمای موضعی، ‌کاهش عمر مفید سلول و پایین آمدن توان عملیاتی سلول از میزان مورد انتظار گردد. وقوع طغیان آب از جمله ‌عوامل بسیار مهمی می‌باشد که می‌تواند توزیع غیر یکنواخت دانسیته‌ی جریان محلی را در پیل سوختی شدت ‌بخشد. در این مطالعه، توزیع دانسیته‌ی جریان محلی در یک پیل سوختی پلیمری و شرایط وقوع طغیان در ‌کاتد، مورد ارزیابی قرار گرفت و پارامترهای موثر در آنها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، سه مدل دو ‌بعدی برای طغیان جزیی ‌GDL، بر پایه‌ی قوانین بقا و روابط الکتروشیمیایی، که قادر به پیش‌بینی توزیع ‌دانسیته‌ی جریان هنگام وقوع طغیان بودند، پیشنهاد گردید. نتایج نشان داد که با افزایش رطوبت نسبی گاز ‌ورودی به کاتد، دانسیته‌ی جریان متوسط با افزایش روبرو می‌گردد و از طرف دیگر احتمال وقوع طغیان نیز ‌زیادتر می‌شود. رطوبت نسبی ورودی آند نیز تأثیر مشابهی بر دانسیته‌ی جریان متوسط و طغیان از خود نشان ‌داد. دماهای بالاتر سلول، شانس وقوع طغیان را کاهش داده و بر کارایی پیل سوختی نیز می‌افزاید، اما از طرف ‌دیگر دمای بالا سبب کاهش عمر مفید قطعات و اجزای پیل سوختی می‌گردد. نتیجه‌ی حاصله‌ی دیگر این بود ‌که استوکیومتری کاتد بالا می‌تواند از وقوع طغیان جلوگیری به عمل آورد، اما به دلیل خشک نمودن غشا، از ‌کارایی پیل سوختی می‌کاهد. همچنین افزایش استوکیومتری آند، ضمن افزایش اشباعیت ‌GDL‌ سمت کاتد، بر ‌میزان دانسیته‌ی جریان متوسط سلول نیز می‌افزاید.‌