بررسي آزمايشگاهي تأثير شرايط عملكردي مختلف پيل سوختي غشاي پليمري برتوان توليدي و مديريت آب

در پژوهش حاضر تأثير استوكيومتري آند،كاتد و دماي گازهاي ورودي بر مديريت آب و عملكرد پيل سوختي غشاي پليمري با استفاده از تكنيك طراحي آزمايش و عكس‌برداري مستقيم موردمطالعه قرارگرفته است. به‌منظور مشاهده انباشت آب در كانال‌هاي جريان سمت كاتد، پيل سوختي غشاي پليمري با صفحات انتهايي شفاف در آزمايشگاه تحقيقاتي پيل سوختي دانشكده مهندسي مكانيك دانشگاه صنعتي اميركبير طراحي و ساخته شده است. طراحي كليه آزمايش‌ها با استفاده از روش رويه پاسخ و طرح مركب مركزي انجام پذيرفته است. در هر شرايط كاركردي، نمودارهاي عملكردي برحسب زمان براي پيل ثبت و هم زمان از كانال‌هاي جريان سمت كاتد فيلم‌برداري گرديده است. در ادامه با استفاده از تكنيك پردازش تصوير ديجيتال، مساحتي از كانال‌ها كه توسط توده‌هاي آب اشغال شده، اندازه‌گيري و ثبت شده است. پارامتر ضريب آب پوشاني كه از تقسيم مساحت توده‌هاي آب انباشته شده در كانال‌هاي جريان به مساحت كانال‌ها حاصل مي‌گردد به عنوان معيار مطالعه پديده طغيان مورداستفاده قرارگرفته است. نتايج اين مطالعه نشان مي‌دهد افزايش استوكيومتري آند، كاتد و دماي گازهاي ورودي سبب كاهش ضريب آب پوشاني مي‌گردد. همچنين در مقادير توان بهينه ميزان ضريب آب پوشاني در محدوده 8/ 1 تا 3/ 4 قرار مي‌گيرد. بررسي تأثير شرايط كاركردي مختلف نشان مي‌دهد كه در مقادير استوكيومتري كاتد بالا بايستي دماي گازهاي ورودي و نرخ استوكيومتري آند در مقادير پايين قرار گيرند. از طرفي مطالعه نحوه اثرگذاري دماي گازهاي ورودي نشان مي‌دهد كه به هنگام استفاده از گازهاي گرم، مقادير استوكيومتري كم آند و كاتد سبب دستيابي به حداكثر توان مي‌گردد.