شبیه سازی سه بعدی اثر هندسه و توزیع دما بر عملکرد پیل سوختی اکسید جامد
نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ،تهران ، ایران
2 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ، تهران ، ایران
doi
چکیده
رشد سریع جمعیت، نیاز به منابع تجدید پذیر انرژی را افزایش خواهد داد. از طرفی وسعت آلودگی ناشی از سوختهای فسیلی، زندگی در کره خاکی را دچار مشکل ساخته است. به هر ترتیب ضرورت انتخاب جایگزین مناسب، ارزان قیمت و تمیز برای سوختهای فسیلی آشکار است. از جمله انرژی مطرح، انرژی الکتریکی تولید شده به وسیله پیلهای سوختی است که به دلیل بازدهی بالا، عدم آلایندگی محیط زیست و نیز مصرف هیدروژن به عنوان سوخت، در حال حاضر راه حل مناسبی میباشند. در این پژوهش پیل سوختی اکسید جامد با دو هندسه متفاوت بهصورت سه بعدی شبیهسازی شده است. معادلات حاکم بر عملکرد پیل سوختی شامل الکتروشیمیایی، مومنتم، انتقال جرم و انرژی بهصورت کوپل شده با استفاده از یک کد المان محدود تعریف، حل و بررسی شدهاند. نتایج نشان داد که هندسه لولهای با مشخصههای یکسان هندسهای و مکانیکی دارای عملکرد بهتری نسبت به مدل صفحهای میباشد. نشان داده شد حل معادله انرژی و توزیع غیر یکنواخت دما باعث کاهش چگالی توان پیل سوختی تا حدود %7 میگردد. همچنین مشخص شد تغییرات فشار کاتدی بر عملکرد پیل سوختی اثر بیشتری نسبت به فشار آندی دارند. در پایان نتایج نشان داد افزایش ضخامت آند اثر قابل توجهی نسبت به افزایش ضخامت سایر اجزای پیل سوختی بر عملکرد آن دارد.
