مقایسه دقت معادلات تجربی، نیمه-تجربی و تحلیلی برازش منحنی پلاریزاسیون پیل سوختی غشا تبادل پروتون
نویسندگان
1 استادیار، پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران
2 دانشجوی دکترا، دانشکده محیط زیست و انرژی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 دانشیار، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
doi
چکیده
عملکرد پیل سوختی غشا تبادل پروتون عمدتاً بهوسیله منحنی پلاریزاسیون بیان میشود. منحنی پلاریزاسیون با محاسبه پتانسیل ترمودینامیکی، افت ولتاژهای اهمی، فعالسازی و غلظتی مشخص میشود. با استفاده از معادلات برازش منحنی پلاریزاسیون، ولتاژ خروجی پیل به ازا یک چگالی جریان معین و در شرایط عملیاتی مشخص، محاسبه میشود. بنابراین معادلات فراوانی برای پیشبینی یا برازش منحنی پلاریزاسیون ارائهشدهاند که به علت غیرخطی بودن منحنی، دقت آنها چالش اصلی بوده است. با اینوجود تاکنون مقایسه این معادلات یا بهطور کامل یا در سراسر منحنی پلاریزاسیون انجام نشده است. در این تحقیق ابتدا معادلات برازش به معادلات تحلیلی، تجربی و نیمه-تجربی دستهبندی شده، سپس دقت آنها بهوسیله منحنی پلاریزاسیون و ابزارهایی نظیر مجموع مربع خطاها، ضریب تعیین، تکرارها و مقادیر پارامترهای متناظر معادلات، با نرمافزار MATLAB بهصورت کمی و کیفی مقایسه شدند. نتایج نشان میدهد که از بین معادلات تجربی بررسیشده، معادله این تحقیق از دقت بالاتری برخوردار است. معادله اکیموتو بهترین معادله نیمه-تجربی و معادله هاجی نیز بهترین معادله تحلیلی تشخیص داده شدند. نهایتاً معادلات برتر نیز با دو سری داده آزمایشگاهی باهم مقایسه شدند که معادله این تحقیق و معادله هاجی، با بیشترین دقت (ضریب تعیین بزرگتر از 999/0) درمجموع بهترین معادلات بررسیشده انتخاب شدند.
