مقایسه دقت معادلات تجربی، نیمه-تجربی و تحلیلی برازش منحنی پلاریزاسیون پیل سوختی غشا تبادل پروتون

عملکرد پیل سوختی غشا تبادل پروتون عمدتا به وسیله منحنی پلاریزاسیون بیان می شود. منحنی پلاریزاسیون با محاسبه پتانسیل ترمودینامیکی، افت ولتاژهای اهمی، فعال سازی و غلظتی مشخص می شود. با استفاده از معادلات برازش منحنی پلاریزاسیون، ولتاژ خروجی پیل به ازا یک چگالی جریان معین و در شرایط عملیاتی مشخص، محاسبه می شود. بنابراین معادلات فراوانی برای پیش بینی یا برازش منحنی پلاریزاسیون ارائه شده اند که به علت غیرخطی بودن منحنی، دقت آن ها چالش اصلی بوده است. با این وجود تاکنون مقایسه این معادلات یا به طور کامل یا در سراسر منحنی پلاریزاسیون انجام نشده است. در این تحقیق ابتدا معادلات برازش به معادلات تحلیلی، تجربی و نیمه-تجربی دسته بندی شده، سپس دقت آن ها به وسیله منحنی پلاریزاسیون و ابزارهایی نظیر مجموع مربع خطاها، ضریب تعیین، تکرارها و مقادیر پارامترهای متناظر معادلات، با نرم افزار MATLAB به صورت کمی و کیفی مقایسه شدند. نتایج نشان می دهد که از بین معادلات تجربی بررسی شده، معادله این تحقیق از دقت بالاتری برخوردار است. معادله اکیموتو بهترین معادله نیمه-تجربی و معادله هاجی نیز بهترین معادله تحلیلی تشخیص داده شدند. نهایتا معادلات برتر نیز با دو سری داده آزمایشگاهی باهم مقایسه شدند که معادله این تحقیق و معادله هاجی، با بیشترین دقت (ضریب تعیین بزرگتر از 999/0) درمجموع بهترین معادلات بررسی شده انتخاب شدند.