بررسی انتقال اکسیژن و افت فشار در الکترود کاتد پیل سوختی غشا پلیمری با مسدود سازی کانال جریان

در این مطالعه با قرار دادن یک یا چند مانع مسدود کننده در کانال کاتد پیل سوختی غشا پلیمری، تاثیر شکل صفحه مسدود کننده (مستطیلی، مثلثی، ذوزنقه ای و خمیده)، ضخامت و ارتفاع صفحه، تعداد صفحات و ضریب تخلخل لایه پخش گاز بر انتقال اکسیژن به داخل لایه پخش گاز و لایه کاتالیست و افت فشار سمت کاتد بررسی شده است. بدین منظور، معادلات پیوستگی، ممنتم و بقای اجزای شیمیایی در سمت کاتد پیل به صورت مدل تک ناحیه ای تدوین و به روش عددی حل شده اند. نتایج نشان می دهد که با قرار دادن یک مانع مستطیلی بزرگ، بیشترین افزایش سرعت در لایه پخش گاز و در نتیجه بیشترین غلظت اکسیژن در فصل مشترک لایه پخش گاز/لایه کاتالیست با وجود بیشترین افت فشار، اتفاق می افتد. با افزایش تخلخل لایه پخش گاز، افزایش تعداد صفحات تیغه ای و ضخامت صفحه و کاهش فاصله بین مانع و لایه پخش گاز، غلظت اکسیژن در این لایه افزایش می یابد؛ هر چند که حساسیت تغییرات غلظت به این پارامترها متفاوت است. بیشترین حساسیت به تخلخل لایه پخش گاز، تعداد صفحات و کاهش فاصله بین مانع و لایه پخش گاز است و کمترین حساسیت به افزایش ضخامت صفحه مسدود کننده می باشد.