مدلسازي و ارزيابي عملكرد يك پيل سوختي اكسيد جامد

پيل هاي سوختي پتانسيل بسيار خوبي جهت كاربرد در سيستم هاي پراكنده توليد قدرت دارند، به خصوص در مواردي كه توليد همزمان حرارت و قدرت مورد نظر باشد . در بين انواع مختلف پيل سوختي ، نوع اكسيد جامد به عنوان گزينه مناسبي در توليد الكتريسيته براي بخش هاي خانگي، تجاري و صنعتي شناخته شده است و موجه بودن كاربرد آن با توربين هاي گاز جهت رسيدن به راندمان بالا پذيرفته شده است . اين مقاله به ارايه يك مدل كامل پلاريزاسيون يك پيل سوختي مسطح نوع اكسيد جامد با سوخت هيدروژن مي پردازد . جهت توضيح افت ولتاژ فعال سازي به جاي استفاده از روابط ساده شده اي مانند Tafel يا در نظر گرفتن رابطه خطي جريان-ولتاژ، از رابطه Butler-Volmer استفاده شده است . در محاسبه افت ولتاژ غلظتي نيز نفوذ Ordinary و Knudsen در نظر گرفته شده است . تمامي پارامترهاي عملكردي پيل مانند مقاومت اجزاء، چگالي جريان تبادلي آند و كاتد و نفوذ جريان همگي به صورت تابعي از دما ارائه شده اند و تأثير تغيير دما بر ولتاژ خروجي پيل مورد بررسي قرار گرفته است . همچنين مقايسه بين تأثير پلاريزاسيون بر عملكرد انواع پيل هاي Electrolyte-Supported و Anode-Suported نشان داده است كه نوع دوم عملكرد بهتري دارد . در نهايت نتايج اين مدل سازي با نتايج تجربي موجود در مراجع مقايسه شده است . اين مدل مي تواند در ارزيابي عملكرد سيكل هاي هيبريد توربين گاز و پيل سوختي مورد استفاده قرار گيرد.

 

پگاه قنبري باورصاد ، محمد باقر غفراني
گروه مهندسي سيستم هاي انرژي ، دانشگاه صنعتي شريف
دانشجوي كارشناسي ارشد مهندسي سيستم هاي انرژي
استاد دانشگاه صنعتي شريف
ايران

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *