بررسی تجربی اثر انباشت تدریجی آب مایع در کاتد بر نمودار امپدانس پیل سوختی غشاء پلیمری در حالت عملکرد انتها بسته با استفاده از روش طیفنگاری امپدانس الکتروشیمیایی
نویسندگان
1 نویسنده مسئول: دانشجوی دکتری، گروه مهندسی سیستمهای انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی سیستمهای انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
doi
چکیده
پیلهای سوختی غشاء پلیمری با عملکرد انتها بسته بهعنوان گزینهای مهم برای نیل به آیندهای پاک و مطمئن ازنظر تأمین انرژی در حوزه حملونقل و حتی کاربردهای نظامی و فضایی شناخته میشوند. بااینحال توسعه تجاری آنها منوط به فائق آمدن بر معضل مدیریت آب میباشد که در حین عملکرد انتها بسته در آنها انباشته میشود. در تحقیق حاضر به بررسی تجربی اثر انباشت تدریجی آب مایع در کاتد بر نمودار امپدانس پیل سوختی انتها بسته با استفاده از روش طیفنگاری امپدانس الکتروشیمیایی پرداخته شد. علیرغم محدود بودن این روش به سیستمهای پایا و ذات گذرای عملکرد انتها بسته، با اندازهگیری امپدانس هر فرکانس در یک بازه عملکرد جداگانه شرایط شبه پایا برای تست فراهم شد. علاوه بر این، اثر رطوبت نسبی، دمای کاری و فشار ورودی گازهای واکنشدهنده نیز بر امپدانس پیل سوختی انتها بسته بررسی شد. نتایج حاکی از وجود دائم مقدار زیادی آب در پیل سوختی در این نوع عملکرد میباشد که هرچند به مرطوب ماندن غشاء و کاهش مقاومت اهمی کمک میکند، امّا انباشت تدریجی آن انتقال گازهای واکنشدهنده (خصوصاً اکسیژن) را به لایه کاتالیستی با مشکل مواجه ساخته و به افزایش مقاومت انتقال جرم میانجامد. همچنین آبگرفتگی لایه کاتالیستی نیز منجر به افت سینتیک واکنش و درنتیجه افزایش مقاومت انتقال بار میشود؛ بنابراین لازم است با در نظر گرفتن آستانهای برای مقدار مجاز مقاومت کلی سل، معیاری برای زمان باز کردن شیر تخلیه جهت جلوگیری از افت بیشازاندازه ولتاژ تعریف نمود که موضوع گام بعدی این پژوهش است.
