مدلسازی و ارائه روش جدید ارزیابی عملکرد پیل سوختی کربنات مذاب با بهسازی داخلی غیرمستقیم جهت کاربرد در صنایع هوافضا

پیل های سوختی در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در میان انواع پیل های سوختی، پیل های سوختی دما بالا به عنوان فناوری های با عملکرد مناسب شناخته شده اند، چرا که راندمان بالایی دارند، سازگار با سوخت های مختلف هستند و همچنین از دمای بالای آن ها می توان برای کاربردهای تولید همزمان استفاده نمود. از میان پیل های سوختی دما بالا ،پیل سوختی کربنات مذاب دارای مزایای بسیاری است اما کمتر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده به عنوان جداساز دی اکسیدکربن و همچنین توانایی کاربرد بهسازگر داخلی از جمله مزایای آن است. بهسازگر داخلی نیاز به تجهیزات خارجی جهت بهسازی را از بین می برد و همچنین منجر به افزایش راندمان کلی سیستم می گردد. به منظور درک بهتر عملکرد پیل سوختی کربنات مذاب، در این پژوهش مدل پیل سوختی کربنات مذاب با بهسازی داخلی غیرمستقیم، مرحله به مرحله توسعه داده شده است. مدل حاضر به گونه ای توسعه داده شده است که دارای سرعت پاسخگویی و دقت مناسبی باشد. همچنین به منظور ارزیابی پارامترهای موثر در عملکرد پیل سوختی، تاثیر پارامترهایی نظیر فشار، دمای ورودی پیل سوختی، نسبت بخار به سوخت، ضریب به کارگیری سوخت، هوا و دی اکسیدکربن بر راندمان پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که استفاده از این فناوری تبدیل انرژی به ویژه در کشور ما در مراحل تکامل است، بررسی نحوه عملکرد این فناوری در شرایط مختلف می تواند به بلوغ بیشتر این فناوری کمک کند و جایگاه خود را در استفاده صنایع هوافضا به خصوص تولید انرژی الکتریکی در هواپیما اثبات نماید. با توجه به نتایج تحلیل حساسیت صورت گرفته، پارامترهای فشار، نسبت بخار به سوخت، دمای ورودی پیل سوختی و ضریب به کار گیری سوخت بیشترین تاثیر را روی راندمان پیل سوختی دارند. با افزایش فشار، راندمان از 56% به 42% افت می کند. همچنین افزایش نسبت بخار به سوخت، دمای ورودی پیل سوختی و ضریب به کار گیری سوخت، به ترتیب منجر به افزایش راندمان به میزان 6.2%، 7.5% و 14.3% می شود. از سوی دیگر پارامترهای ضریب به کارگیری هوا و دی اکسیدکربن کمترین اثر را روی راندمان پیل سوختی کربنات مذاب دارند.