شبیه سازی امپدانس غلظت سوخت پیل سوختی اکسید جامد صفحه¬ای

در این مقاله یک مدل گذرا برای آند پیل¬های سوختی اکسید جامد ارائه شده است که علاوه بر عملکرد پایا و رفتار گذرای آنها، طیف امپدانس الکتروشیمیایی را نیز شبیه سازی می¬کند. مدل ارائه شده انتقال جرم را با فرآیند الکتروشیمیایی کوپل می¬کند. از معادلات بقای ناویر- استوکس و بقای اجزاء به صورت یک بعدی برای مدلسازی انتقال گاز در کانال آند استفاده شده و برای مدلسازی فرآیند الکتروشیمیایی از معادله خطی استفاده گردیده است. جهت مدلسازی امپدانس الکتروشیمیایی به مجموعه معادلات گذرای مذکور تحریک سینوسی اعمال شده و پاسخ سیستم جهت محاسبه امپدانس استفاده گردیده است. به منظور حل مجموعه معادلات به دست آمده، یک کد عددی بر پایه روش حجم محدود توسعه یافته است. نتایج به دست آمده نشان می¬دهند که انتقال جرم در کانال آند منجر به ایجاد یک نیم دایره خازنی فرکانس پایین در نمودار نایکوئیست می¬گردد. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف مانند افت ولتاژ، دما، سرعت و غلظت هیدروژن ورودی بر انتقال جرم و طیف امپدانس حاصل از آن بررسی گردیده و بر روی نتایج حاصله بحث شده است. نتایج شبیه¬سازی تطابق خوبی با نتایج منتشر شده دارند.