Simultaneous Simulation of Gas Diffusion Layer and Air Channel in a PEM Fuel Cell: Pore-Scale Modeling of Water Flooding

Author(s):
Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
In this study, Lattice Boltzmann method (LBM) is used to investigate liquid water transport in a carbon paper gas diffusion layer (GDL) and gas channel (GC) of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC). The carbon paper GDL is reconstructed using the stochastic method. This work is done in a microscopic porous structure and behavior of liquid water clusters from catalyst layer / GDL interface to gas channel is studied. In this study, the dynamic behavior of liquid water during removal from gas diffusion layer (GDL) of a PEMFC electrode is simulated using LBM. The effects of GDL wettability on the removal process and liquid water distribution are investigated. In addition, liquid water dynamic behaviors and liquid water saturation within the GDL in two case of steady and transient are explored. This study focuses on the effects of surface wettability on the number of effective clusters, merging of clusters, and the required time for reaching the steady-state water distribution. The simulation results show that by increasing the contact angle of fibers in GDL, the required time to obtain a steady-state water distribution is reduced. Therefore, if the solid surface becomes more hydrophobic, water management will be improved in the gas diffusion layer.
Language:
Persian
Published:
Amirkabir Journal Mechanical Engineering, Volume:51 Issue: 6, 2020
Pages:
81 to 90
magiran.com/p2079302  
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.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
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!