حدیث محمدی، دکتر مجید سنایی پور، دکتر حمیدرضا سنایی پور،
دوره ۱۹، شماره ۲ - ( مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران - جلد ۱۹ شماره ۲ ۱۴۰۱ )
چکیده
پیل سوختی با غشای تبادل پروتون (PEMFC) به دلیل بازده و چگالی توان بالا، دمای عملکرد پایین و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری، به عنوان یک فناوری جایگزین برای سوخت‌های فسیلی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، ابتدا با استفاده از معادله نرنست و معادلات حاکم بر پیل سوختی، وابستگی عملکرد پیل به چگالی جریان خروجی بررسی میشود. سپس، یک مدل مدار الکتریکی معادل با در نظر گرفتن اثرات تلفات اهمی، فعال‌سازی و غلظتی برای پیل ارائه میشود. در نهایت به کمک مدل ارائه شده، اثر چگالی جریان خروجی، دما و فشار بر عملکرد پیل سوختی مورد بررسی و مطالعه قرار می‌گیرد. برای حل معادلات حاکم بر پیل از نرمافزار متلب استفاده شده است. نتایج به دست آمده از مدل با دادههای تجربی مقایسه شده و نشان داده شد که عملکرد مدل در چگالیهای جریان کم، انطباق بسیار خوبی با نتایج تجربی (با خطای کمتر از ۶۲/۳%) دارد. همچنین مدل ارائه شده، در کل گستره چگالی جریان شبیه سازی شده (از ۰ تا A/cm۲ ۶/۰) تخمین قابل قبولی (با خطای حدود ۶۶/۱۷%) از عملکرد پیل دارد. علاوه بر این، با در نظر گرفتن اثر دمای عملیاتی و فشارهای آند و کاتد در پیل سوختی، نشان داده شد که ولتاژ پیل با افزایش این دو پارامتر افزایش می‌یابد.
