افزايش كارايي و كاهش حجم سيستم خنك‌كاري در پيل‌هاي سوختي پليمري با استفاده از نانوسيال

مديريت صحيح گرما يكي از معضلات اساسي در پيل‌هاي سوختي بوده كه بايد به نحوي مرتفع گردد. از آنجا كه غشاء پليمري بايد داراي رطوبت كافي باشد تا هدايت پرورتون را به خوبي صورت دهد، عملكرد پيل در دماهاي بالا باعث خشك شدن غشاء، افزايش مقاومت اهمي پيل، انقباض و گسيختگي غشاء و در دما‌هاي پايين باعث كاهش نرخ واكنش‌ها، ولتاژ، راندمان، توان خروجي و همچنين باعث ميعان آب و وقوع پديده غرقابگي در سمت كاتد مي‌گردد. غير يكنواختي دما باعث مي‌شود نرخ واكنش‌هاي الكتروشيميايي در محل‌هاي مختلف پيل متفاوت باشد و باعث ايجاد نقاط داغ در مكان‌هاي خاصي از پيل و كاهش طول عمر پيل مي‌گردد. بيشترين گرماي پيل از طريق سيال خنك‌كاري دفع مي‌گردد و تنها مقدار كمي از طريق جابجايي آزاد، تشعشع و اختلاف دماي بين گاز‌هاي ورودي و خروجي از استك دفع مي‌گردد. افزايش توان در پيل‌هاي سوختي با افزايش تعداد پيل‌ها در يك استك پيل سوختي همراه است. با افزايش توان گرماي توليد شده در استك افزايش مي‌يابد كه نيازمند دبي بالاي سيال خنك‌كاري براي دفع حرارت توليد شده است. افزايش دبي با افزايش حجم سيستم خنك‌كاري، افزايش توان مصرفي پارازيتي و در نتيجه كاهش راندمان در استك همراه است. در اين پژوهش استفاده از نانوسيال به عنوان راهكاري براي حل اين مشكل معرفي مي‌شود و اثر آن بر كاهش توان پارازيتي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در اين مقاله اثر نانوسيال هم بر افزايش افت فشار و هم بر افزايش انتقال حرارت به طور همزمان بررسي شده و نتايج حاصل از شبيه‌سازي با دقت آناليز شده است.