بررسی اثر رطوبت زنی گازهای ورودی بر پاسخ دینامیکی یک توده پیل سوختی پلیمری

برای بدست آوردن پاسخ واقعی یک سیستم پیل سوختی پلیمری به تغییرات بار، مدلسازی دینامیکی لازم است چرا که مدلسازی استاتیکی مستقل از زمان بوده و عملکرد سیستم را فقط در یک یا چند نقطه نشان می دهد. در تحقیق حاضر عملکرد دینامیکی توده یک سیستم پیل سوختی پلیمری در محیط سیمولینک متلب مدلسازی و توسط داده های موجود در مقالات اعتبار سنجی شده است. مدلسازی در دو بخش انجام شده است؛ در بخش اول گازهای ورودی به توده پیل سوختی بصورت خشک و در بخش دوم گازهای ورودی به توده پیل سوختی رطوبت زنی می شوند. به منظور بررسی پاسخ دینامیکی توده پیل سوختی به تغییرات سریع جریان، جریان الکتریکی متغیری بصورت پله به سیستم وارد شده و اثر این تغییر بار بر ولتاژ خروجی، میزان مصرف واکنشگرها، دما و فشار مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بخش اول نشان می دهد که پاسخ سیستم به تغییرات جریان الکتریکی با تاخیر زمانی همراه است و هرچقدر مقدار جریان الکتریکی بیشتر شود تغییرات دمای بدنه پیل سوختی، میزان مصرف واکنشگرها و میزان گازهای ورودی به کانال های آند و کاتد بیشتر می شوند. دمای کانال های آند، کاتد و بدنه پیل سوختی(سطح خارجی) با یکدیگر متفاوتند و با افزایش توان توده تفاوت آن ها بیشتر می شوند. نتایج قسمت دوم نشان می دهد که با افزایش رطوبت نسبی گازهای ورودی، افت ولتاژ اهمی در غشا کاهش و به تبع آن تلفات حرارتی توده و در نتیجه دمای بدنه پیل سوختی کاهش می یابد.