بررسی عملکرد اضافه کردن لایه های پخش گاز اطراف غشا مرطوب ساز غشایی برای کاربرد پیل سوختی

Abstract

به منظور عملکرد مناسب پیلهای سوختی غشا پلیمری، نیاز به مرطوبسازی گازهای واکنشگر قبل از ورود به پیل است. استفاده از یک مرطوب‌ساز غشایی تخت با داشتن مزایای مهمی از قبیل ساختمان ساده، عدم نیاز به انرژی الکتریکی و نداشتن قطعه متحرک، برای مرطوب‌سازی گازهای واکنشگر یکی از بهترین روش‌ها بوده که در این مقاله به آن پرداخته شده است. پیشنهاد شده به منظور افزایش زمان ماند گازها در دو طرف غشای مرطوبساز، لایههای متخلخل قرار داده شود. با مدلسازی سه بعدی و عددی مرطوب‌ساز، به بررسی اثر قرار دادن لایه های متخلخل و تأثیر خواص این لایه‌ها بر عملکرد مرطوب‌ساز پرداخته شده است. بدین منظور، ابتدا یک مرطوب ساز بدون لایه متخلخل، مدلسازی شده و سپس لایه متخلخل در سمت کانالهای مرطوب، سمت کانالهای خشک و دو سمت غشا قرار گرفته‌ و عملکرد این مدلها با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد که بیشترین دمای نقطه شبنم خروجی سمت خشک و بیشترین دبی آب موجود در خروجی سمت خشک به ترتیب مربوط به حالت استفاده از لایههای پخش گاز در هر دو سمت خشک و مرطوب، در سمت خشک، در سمت مرطوب و مرطوبساز بدون لایه پخش گاز می باشد. در همه ی حالتهای گذاشتن لایه پخش گاز، با افزایش ضریب تخلخل و نفوذپذیری لایه پخش گاز، نقطه شبنم خروجی سمت خشک و میزان دبی آب موجود در خروجی سمت خشک افزایش پیدا میکند و عملکرد مرطوبساز را بهبود میبخشد. افت فشار در هر دو سمت خشک و مرطوب، با اضافه کردن لایه پخش گاز تغییر محسوسی ندارد.