Modeling and Optimization of non - isothermal two- phase flow in the cathode gas diffusion layer of PEM fuel cell

Abstract:
In this paper, a non-isothermal two-phase flow in the cathode gas diffusion layer (GDL) of PEM fuel cell is modeled. The governing equations including energy, mass and momentum conservation equations are solved by numerical methods. Also, the optimal values of the effective parameters such as the electrodes porosity, gas diffusion layer (GDL) thickness and inlet relative humidity are calculated using the optimization algorithms. Optimization is done by considering the fuel cell voltage as the objective function. The results show that by increasing the relative humidity of the air, the rate of evaporation in cathode GDL and temperature distribution across the fuel cell decreases. Among the different methods of optimization, the best method for two phase flow is Simulated Annealing algorithm. Optimum porosity of the electrodes, GDL thickness and relative humidity are obtained 0.44, 0.24 mm and 99%, respectively. The fuel cell power density at optimum condition increased 6% compared to the base condition.
Language:
English
Published:
Journal of Hydrogen, Fuel Cell and Energy Storage, Volume:2 Issue: 3, Summer 2015
Pages:
159 to 168
magiran.com/p1531257  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 1,390,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!