بررسی تجربی و تئوریک انتقال جرم و انرژی در پیل های سوختی پلیمری

پیل های سوختی ترکیب پیچیده ای از فرآیندهای مختلفی می باشند که در درون آن اتفاق می افتد. انجام آزمایش تحت شرایط عملیاتی متفاوت همراه با مدلسازی ریاضی برای بهینه سازی عملکرد و به حداکثر رساندن توان آن امری ضروری می باشد. در این پایان نامه عملکرد یک تک سل پیل سوختی پلیمری (متانولی و ئیدرو‍ژنی ) به طور تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. تک سل هیدرو‍ژنی ساخته شده به ابعادcm 5 5 تک سل متانولی به ابعاد cm 10 10 به دستگاه تست موجود در مرکز پژوهشی پیل سوختی دانشگاه نوشیروانی بابل متصل شده و عملکرد ولتاژ-جریان آن تحت شرایط عملیاتی مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. سپس یک مدل نیمه تجربی واحد به منظور پیش بینی رفتار پیل های سوختی متانولی و هیدروژ‍ نی ارائه گردید که بخوبی با داده های آزمایشی انطباق داشته است. سپس یک مدل مکانیزمی شبه دو بعدی انتقال جرم در دمای ثابت برای تعیین عملکرد پیل توسعه داده شده که از تلفیق مدل های انتقال جرم در اجزاء پیل سوختی شامل مجرای جریان ،لایه نفوذی گاز، لایه کاتالیستی و غشاء بدست آورده شد. مدل با استفاده از پارامترهای موجود در منابع علمی برای پیش بینی رفتار آن مورد آنالیز حساسیت قرار گرفت که نشان دهنده این است که با توجه به دقت موجود در پارامترهای گزارش شده توافق خوبی با داده های تجربی داشته است.