مطالعه پارامترهاي طراحي و مونتاژي بر روي خواص مكانيكي-الكتريكي پيل سوختي

Study of assembly and design on mechanical- electrical fuel cell properties

مقدار مقاومت الكتريكي بين قطعات مختلف وابسته به تنش فشاري بين اجزا مختلف پيل سوختي ميباشد. در اين پژوهش دو هدف مهم دنبال شده است كه يكي بدست آوردن حداقل تنش بر روي واشر براي اينكه نشتي اتفاق نيافتد و ديگري بررسي تاثير توزيع تنش بر روي لايه نفوذ گاز بر مقدار مقاومت الكتريكي ميباشد. براي رسيدن به اين هدف، ابتدا بوسيله طراحي مجموعه آزمايشگاهي حداقل تنش فشاري بر روي واشر براي اينكه نشتي اتفاق نيافتد، بدست آمده كه برابر با 2MPa مي باشد. همچنين با طراحي يك پروسه آزمايشگاهي ديگر، تاثير تنش فشاري بر مقدار مقاومت بين قطعات مختلف بررسي شده است. در ادامه با توجه به نتايج حاصل از تست آزمايشگاهي، تاثير نيروي گيرهبندي بر مقدار مقاومت الكتريكي در شبيهسازي مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين پارامترهاي تاثيرگذار بر توزيع تنش بر روي لايه نفوذ گاز و مقاومت الكتريكي مورد بررسي قرار گرفته است. مشاهده شد كه با افزايش نيروي گيرهبندي مقدار مقاومت الكتريكي كاهش مييابد. علاوه بر اين مشاهده شد كه توزيع تنش در استفاده از 4 پيچ غيريكنواخت بوده و با افزايش تعداد پيچ به 8 عدد يكنواختتر شده است. همچنين با افزايش تعداد پيچ به 12 عدد تغيير چنداني نسبت به 8 پيچ رخ نداده است.

The electrical resistance between the different components of fuel cell, related to the compressive stress between the various components is the fuel cell. In this study, two important goals pursued: first obtain the least stress on the gaskets for leakage will not happen and additional investigated the effect of stress distribution on gas diffusion layer on the amount of electrical resistance. To reach this goal, first designed experimental setup and achieved 2MPa minimum compressive stress on the gasket to prevent leakage. Then by another experimental setup effect of compressive stress on resistance value between the different parts have been investigated. Then according to experimental data, effect of clamping force on electrical resistance in simulation was investigated. Moreover effective parameters on pressure distribution on gas diffusion layer and electrical resistance was investigated. It was observed that the electrical resistance decreases by increasing clamping force. also observed pressure distribution in 4 bolt not uniform. By increasing bolt up to 8 the pressure uniformity was better than 4 bolt. But by increasing the number of bolt 8 to 12 significant changes not occurred.