بررسی توزیع دمای تک سل پیل سوختی پلیمری H2/O2 در شرایط عملیاتی مختلف

پیل سوختی یک مبدل انرژی الکتروشیمیایی است که به صورت مستقیم انرژی شیمیایی سوخت را به جریان برق مستقیم و حرارت تبدیل می نماید. مدیریت حرارتی و مدیریت آب دو چالش اساسی در طراحی و افزایش بازده پیل های سوختی پلیمری به شمار می آیند، که به صورت ذاتی با یکدیگر مرتبط هستند. در مقاله ی حاضر، با ساخت پیل سوختی پلیمری و آزمونه های آزمایشگاهی در شرایط مختلف به تحلیلی درباره نحوه ی توزیع دما در پیل پرداخته می شود. با بررسی توزیع دما، ضمن دستیابی به ارتباط تولید توان و توزیع حرارت، پارامترهای حرارتی (شامل توزیع دما ، محدوه حداکثر و حداقل دما) استخراج می شود. جنبه ی نوآوری این مقاله دستیابی به درک صحیحی از توزیع دما در پیل سوختی غشا پلیمری در شرایط عملیاتی مختلف است. همچنین توزیع دما در حالت های عملیاتی انتها باز و انتها بسته در فشار و استوکیومتری های مختلف بررسی شده است. بررسی نتایج دوربین حرارتی در سطح کاتد سل شفاف نشان می دهد که با تغییر شرایط بهره برداری پیل سوختی، تمرکز حرارت در سطح آن نیز تغییر می کند. وقتی بهره برداری پیل سوختی از حالت انتها باز به حالت انتها بسته تغییر کند بیشینه دمای سطح از بخش خروجی به بخش ورودی جابجا می شود. و با افزایش فشار، اهمیت کنترل بدتوزیعی و طراحی سیستم خنک کاری مناسب، بیشتر می شود.