مدل سازی یک بعدی- یک بعدی الکترولایزرهای غشای تبادل پروتونی فشار بالا برای تولید هیدروژن

یکی از مهم ترین عوامل در کاهش طول عمر و عمکرد نامناسب الکترولایزرهای پلیمری، پخش غیریکنواخت جریان در سطح غشا است. از آنجایی که هموارترین پخش گونه ها و آب منجر به رسیدن به پخش بهینه جریان می شود بنابراین در پژوهش حاضر مدل یک بعدی- یک بعدی توسعه داده شده است که پخش گونه ها و آب و در نهایت توزیع جریان در لایه ها را بررسی کرده و شرایط عملکرد بهینه الکترولایزر غشای تبادل پروتونی فشار بالا را تعیین می کند. در این مدل فشار در طول کانال ثابت، دمای سلول ثابت و غشا کاملا هیدراته فرض شده است. طول کانال های آند و کاتد به 20 قسمت مساوی تقسیم شده و با حل هم زمان معادلات در راستای کانال و در راستای عمود بر آن در هر قسمت، پخش گونه ها و جریان به دست می آید. نتایج نشان دادند که با افزایش چگالی جریان متوسط توزیع جریان در راستای کانال هموارتر و با افزایش دبی آب ورودی پخش جریان هموارتر شده، ولی تاثیر چندانی بر منحنی قطبش ندارد. اثر فیک در پخش گونه ها در سطح مشترک غشا و لایه نفوذ گاز بررسی و در نهایت با بررسی تاثیر ضخامت بر منحنی قطبش معین شده است. با افزایش ضخامت غشا و الکترود ها عملکرد سیستم کاهش می یابد.