بررسي توزيع دماي تك‌سل پيل سوختي پليمري H2/O2 در شرايط عملياتي مختلف

پيل‌سوختي يك مبدل انرژي الكتروشيميايي است كه به صورت مستقيم انرژي شيميايي سوخت را به جريان برق مستقيم و حرارت تبديل مي‌نمايد. مديريت حرارتي و مديريت آب دو چالش اساسي در طراحي و افزايش بازده پيل‌هاي سوختي پليمري به شمار مي‌آيند، كه به‌صورت ذاتي با يكديگر مرتبط هستند. در مقاله‌ي حاضر، با ساخت پيل‌سوختي پليمري و آزمونه‌هاي آزمايشگاهي در شرايط مختلف به تحليلي درباره نحوه‌ي توزيع دما در پيل پرداخته مي‌شود. با بررسي توزيع دما، ضمن دستيابي به ارتباط توليد توان و توزيع حرارت، پارامترهاي حرارتي (شامل توزيع دما ، محدوه حداكثر و حداقل دما) استخراج مي‌شود. جنبه‌ي نوآوري اين مقاله دستيابي به درك صحيحي از توزيع دما در پيل‌سوختي غشا پليمري در شرايط عملياتي مختلف است. همچنين توزيع دما در حالت‌هاي عملياتي انتها باز و انتها بسته در فشار و استوكيومتري‌هاي مختلف بررسي شده است. بررسي نتايج دوربين حرارتي در سطح كاتد سل شفاف نشان مي‌دهد كه با تغيير شرايط بهره‌برداري پيل‌سوختي، تمركز حرارت در سطح آن نيز تغيير مي‌كند. وقتي بهره ‌برداري پيل‌سوختي از حالت انتها باز به حالت انتها بسته تغيير كند بيشينه دماي سطح از بخش خروجي به بخش ورودي جابجا مي‌شود. و با افزايش فشار، اهميت كنترل بدتوزيعي و طراحي سيستم خنك‌كاري مناسب، بيشتر مي‌شود.