مدلسازی یکبعدی- یکبعدی الکترولایزرهای غشای تبادل پروتونی فشار بالا برای تولید هیدروژن
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
2 دانشکده مهندسی فناوری های نوین، دانشگاه تخصصی فناوریهای نوین آمل، آمل، ایران
3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
4 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
5 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
doi
چکیده
یکی از مهمترین عوامل در کاهش طول عمر و عمکرد نامناسب الکترولایزرهای پلیمری، پخش غیریکنواخت جریان در سطح غشا است. از آنجایی که هموارترین پخش گونهها و آب منجر به رسیدن به پخش بهینه جریان میشود بنابراین در پژوهش حاضر مدل یکبعدی- یکبعدی توسعه داده شده است که پخش گونهها و آب و در نهایت توزیع جریان در لایهها را بررسی کرده و شرایط عملکرد بهینه الکترولایزر غشای تبادل پروتونی فشار بالا را تعیین میکند. در این مدل فشار در طول کانال ثابت، دمای سلول ثابت و غشا کاملاً هیدراته فرض شده است. طول کانالهای آند و کاتد به 20 قسمت مساوی تقسیم شده و با حل همزمان معادلات در راستای کانال و در راستای عمود بر آن در هر قسمت، پخش گونهها و جریان به دست میآید. نتایج نشان دادند که با افزایش چگالی جریان متوسط توزیع جریان در راستای کانال هموارتر و با افزایش دبی آب ورودی پخش جریان هموارتر شده، ولی تاثیر چندانی بر منحنی قطبش ندارد. اثر فیک در پخش گونهها در سطح مشترک غشا و لایه نفوذ گاز بررسی و در نهایت با بررسی تاثیر ضخامت بر منحنی قطبش معین شده است. با افزایش ضخامت غشا و الکترودها عملکرد سیستم کاهش مییابد.
