تاثير كانال هاي گاز و پيكربندي لايه هاي انتشار گاز بر روي عملكرد غشاي الكتروليتي پليمر سلول سوختي

Influence of Gas Channels and Gas Diffusion Layers Configuration on the Performance of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell

در اين كار كانال هاي گاز و پيكربندي لايه هاي انتشار گاز و تاثير آنها روي عملكرد غشاء الكتروليتي پليمر سلول سوختي تمركز شده است. در ابتدا اثر برجسته كردن لايه نفوذ گاز مورد مطالعه قرار مي گيرد. به اين منظور ، شعاع بر جسته به تدريج افزايش مي يابد. عملكرد مطولب در شعاع 0/45 mm = R به دست آمده است. علاوه بر اين سرعت ورودي جريان گاز بررسي شده است. نتايج نشان داده زماني كه سرعت ورودي جريان گاز تقريبا روي 0/2 تنظيم مي شود، نوع انتشار بهينه مي باشد. همچنين ارتفاع كانال ها براي پيدا كردن ارتفاع كانال مطلوب مورد بررسي قرار گرفته است. مشخص شده است كه، عملكرد بالاتر وقتي به دست مي آيد كه ارتفاع كانال حدود h= 1mm و R=0/45 mm باشد. نتايج نشان مي دهد كه با ايجاد برجستگي در لايه نفوذ گاز، چگالي جريان خروجي افزايش مي يابد. براي تاييد اعتبار نتايج عددي، مجموعه اي از آزمايش هاي تجربي انجام مي شودكه مطابقت مطلوب بين آنها صورت مي گيرد. كلمات كليدي : لايه نفوذ گاز ، پيل سوختي پليمري، شبيه سازي عددي، پيكربندي هندسي.

In this work, it is focused on the configurations of Gas Diffusion Layers and their influences on the performance of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell. At first, effect of prominent GDLs is studied. For this purpose, radius (R) of prominences is grown gradually. The optimal performance is obtained in the R=0.45. In addition, the inlet velocity of gas flow is surveyed. The results indicates that when the inlet velocity of gases is set about 0.2 m/s, the species diffusion is optimized. Also, the height of channels is investigated to find out the optimal channel height. It is found that the higher performance is achieved in channel height about h=1mm and R=0.45mm. The number of prominences on GDLs is investigated as the last parameter. The results demonstrates that by rising the number of prominences, output current density is grown. To validating numerical results, a set of experimental tests is carried out, which is seen favorable accordance between them. Moreover, the results of base model, has been compared with the result of published papers.