بررسي تاثير جريان گاز در كانال و الكترود آند بر امپدانس الكتروشيميايي پيل سوختي اكسيد جامد

هدف اين مقاله بررسي تاثير جريان گاز در كانال سوخت و درون الكترود آند بر طيف امپدانس الكتروشيميايي پيل سوختي اكسيد جامد است. به اين منظور، با درنظر گرفتن معادلات گذراي بقاي جرم، بقاي تكانه، بقاي اجزاء و معادلات الكتروشيميايي، امپدانس الكتروشيميايي شبيه ­سازي شده است. نتايج به ­دست آمده نشان داده است كه جريان گاز و انتقال جرم در كانال سوخت منجر به پيدايش كماني به ­صورت يك نيم­ دايره فشرده ­شده و نامتقارن، با فركانس آسودگي پايين (كمتر از 10 هرتز)، مي­شود. كمان حاصل از انتقال جرم درون الكترود متخلخل به شكل امپدانس واربرگ بوده و داراي فركانس آسودگي بالاتر (در محدوده 100هرتز) است. تاثير پارامترهايي همچون سرعت سوخت ورودي به آند، ضخامت الكترود و تركيب سوخت ورودي بر طيف امپدانس و درنتيجه بر عملكرد پيل بررسي شده و نتايج به ­دست آمده تحليل شده­ اند. با توجه به حجم زياد محاسبات عددي لازم جهت شبيه­ سازي طيف امپدانس، با بررسي پارامتري انجام ­شده معيارهايي جهت انتخاب مدل رياضي مناسب در شرايط مختلف نيز ارائه شده است. به اين ترتيب، مدل به­ دست آمده براي تحليل نتايج آزمايشگاهي طيف­ نگاري امپدانس الكتروشيميايي و همچنين بررسي تاثير پارامترهاي موثر بر عملكرد پيل و بهينه ­سازي اجزاء پيل كاربرد خواهد داشت. همچنين، مي­توان از تكرار آزمون­هاي پرهزينه و زمان­بر طيف ­نگاري امپدانس الكتروشيميايي اجتناب كرد.