بررسي عددي عملكرد پيل سوختي غشا پليمري با ميدان جريان لانه زنبوري

عملكرد پيل سوختي غشاء پليمري به شدت وابسته به طراحي صفحات قطبي و ميدان جريان ايجاد شده در اين صفحات است و طراحي مناسب آنها منجر به توزيع مناسب گازهاي واكنشگر و دانسيته جريان، مديريت مناسب آب و حرارت و بهبود عملكرد پيل سوختي مي شود. بدين منظور در اين مقاله، استفاده از يك ميدان جريان جديد به صورت ميدان جريان لانه زنبوري با پين هاي شش وجهي به جاي كانال هاي متداول، پيشنهاد شده است. با ارائه يك مدل سه بعدي، معادلات پيوستگي، مومنتم، بقا اجزا انرژي و بار الكتريكي به همراه روابط سينتيك الكتروشيميايي در نواحي مختلف پيل سوختي به صورت هم بسته، با يك مدل تك ناحيه اي و به روش عددي حل شده اند و تاثير ميدان جريان لانه زنبوري بر انتقال و توزيع اكسيژن، انتقال آب، توزيع دانسيته جريان، افت فشار و عملكرد پيل سوختي بررسي شده است. ملاك طرح ارائه شده، توزيع يكنواخت گازهاي واكنشگر و دانسيته جريان در لايه پخش گاز و لايه كاتاليست كاتد و همچنين ولتاژ و دانسيته توان بالاتر همراه با يك افت فشار نه چندان زياد ( 25 كيلو پاسكال) است. نتايج نشان مي دهند كه در پيل با ميدان جريان لانه زنبوري، سرعت در ناحيه پين ها تا ده برابر افزايش يافته است كه باعث انتقال بيشتر اكسيژن به لايه كاتاليست شده و به دليل توزيع و شكل مناسب پين ها، توزيع يكنواخت اكسيژن و دانسيته توان را در پي دارد.