مدل سازی میکروسکوپی لایه ی کاتالیزور کاتدی پیل سوختی غشایی به منظور بررسی عامل پیچ و خم و ضریب نفوذ موثر

چکیده:
با توجه به اهمیت تاثیر شکل ساختاری و میزان حد اشباع لایه ی کاتالیزور کاتدی بر عملکرد پیل سوختی غشایی یک مدل میکروسکوپی به منظور شبیه سازی فرایندهای انتقال در این لایه ارائه می گردد. براساس این مدل، عامل پیچ و خم و ضریب نفوذ موثر لایه ی کاتالیزور با ضرایب تخلخل و حد اشباع های متفاوت به دست آمد. نحوه ی توزیع آب از حل معادلات جریان دوفازی با استفاده از روش حجم سیال حاصل گردید. در این تحقیق، ساختار لایه ی کاتالیزور با بهره گیری از فرض وجود آگلومره های کربنی به-صورت دایره و کره های هم اندازه به ترتیب در محیط های دوبعدی و سه بعدی ایجاد گردید. برای قرارگیری آگلومره ها در سیستم از یک الگوریتم ترتیبی استفاده شد. مقایسه-ای بین نتایج به دست آمده از میدان حل دوبعدی و سه بعدی انجام گردید. به علت عامل پیچ و خم بیشتر محیط دوبعدی از محیط سه بعدی، مقدار کمتری برای ضریب نفوذ موثر محیط دوبعدی به دست آمد. با این حال، ملاحظه گردید که منحنی تغییرات نتایج بر حسب ضریب تخلخل تقریبا یکسان است. ضریب نفوذ موثر لایه ی کاتالیزور با ضرایب تخلخل و حد اشباع های مختلف به دست آمد. با توجه به نتایج، افزایش حد اشباع باعث کاهش ضریب نفوذ موثر می شود که این امر به علت بسته شدن مسیرهای عبور گاز توسط آب موجود در سیستم است. همچنین، کاهش ضریب تخلخل باعث کاهش ضریب نفوذ موثر لایه ی کاتالیزور می گردد که این امر به علت افزایش عامل پیچ و خم است. کاهش ضریب نفوذ موثر اکسیژن در لایه ی کاتالیزور کاتدی باعث کاهش غلظت اکسیژن موجود در محل واکنش الکتروشیمیایی و در نتیجه موجب افت کارایی پیل سوختی غشایی می گردد.
زبان:
فارسی
صفحات:
10 تا 18
لینک کوتاه:
magiran.com/p1672121 
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 990,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 50 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!