مدل سازی و بهینه سازی یک تک پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای

در این مقاله، یک تک پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای با اصلاح داخلی و جریان همسو مدل سازی و بهینه سازی شده است. این تک پیل سوختی، جزئی از توده یک سیستم پیل سوختی است که جهت تولید همزمان حرارت و کار مورد استفاده قرار می گیرد. معادلات حاکم شامل معادلات بقای جرم، بقای ممنتوم، بقای انرژی و روابط الکتروشیمایی است که توسط نرم افزار gPROMS حل و به کمک داده های موجود در مقالات اعتبار سنجی شده است. در این مدلسازی، اثر کمیت هایی مانند ضریب مصرف سوخت، میزان هوای اضافی، درصد پیش اصلاح سوخت ورودی و غیره روی ولتاژ و توان خروجی همچنین راندمان های انرژی و اگزرژی پیل بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که در میان پارامترهای مختلف، درصد پیش اصلاح سوخت، اثر موثرتری روی عملکرد پیل سوختی دارد و با افزایش آن، توان، ولتاژ خروجی و راندمان انرژی افزایش می یابد. نقطه کاری بهینه پیل سوختی با سه تابع هدف توان خروجی، حاصلضرب توان خروجی در راندمان ولتاژ و حاصلضرب توان خروجی در راندمان انرژی تعیین شده است. نتایج همچنین نشان میدهند که نقطه بهینه در چگالی جریانی کمتر از چگالی جریان حداکثر توان است و در این نقطه، توان خروجی و راندمان انرژی با شرط کمترین اتلاف انرژی به ترتیب w/cm211 /1 و 42% و با شرط کمترین اتلاف اگزرژی به ترتیب برابر w/cm2 46/1 و 24% می باشند.