تحلیل مشخصه های الکتروشیمیایی یک پیل سوختی غشای تبادل پروتون در کاتالیست کاتد به روش بولتزمن شبکه ای

Abstract

مطالعه کمیت­های الکتروشیمیایی پیل سوختی ارتباط تنگاتنگی با تغییرات دما و غلظت مواد اولیه در ناحیه کاتالیست دارد. این کمیت­ها خود وابسته به پدیده­های انتقال جرم و انتقال حرارت در ناحیه­های دیگر پیل است. در این مقاله از روش بولتزمن شبکه­ای به عنوان مدلی میکرو-مقیاس که در مسائلی همچون پیل سوختی از قابلیت­های محاسباتی مطلوبی برخوردار می­باشد، استفاده شده است تا جریان سیالات و انتقال حرارت در مقطعی دو بعدی از کانال، صفحه دو قطبی، لایه انتشار گاز و کاتالیست سمت کاتد یک پیل سوختی از نوع غشای تبادل پروتون شبیه سازی شده و مشخصه­های الکتروشیمیایی در کاتالیست کاتد تجزیه و تحلیل گردد. با ارائه روشی برای تخمین تغییرات غلظت­ها در طول کانال، آرایش کانال از نوع مارشکل در نظر گرفته شده است. نتایج نشان­دهنده نقش اساسی صفحه دوقطبی در توزیع کمیت­ها در ناحیه کاتالیست است.