این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک امیرکبیر، جلد ۴۹، شماره ۱، صفحات ۲۰۳-۲۱۸
عنوان فارسی بررسی اثر آرایش توده ها بر عملکرد لایه ی کاتالیست الکترود کاتد یک پیل سوختی پلیمری
چکیده فارسی مقاله پیل‌های سوختی پلیمری به دلیل مزایای متعدد و کاربردهای متنوعشان در صنعت خودرو و ... امروزه مورد توجه اغلب محققان می-باشند. با این وجود، شبیه‌سازی آنها به دلیل فیزیک و مایکروساختار نسبتاً پیچیده‌‌ی آنها با دشواری‌هایی همراه بوده‌است. در مقاله‌ی حاضر، جریان واکنش پذیر هوا در الکترود کاتد یک پیل سوختی پلیمری توسط یک رویکرد چندمقیاسی شبکه-بولتزمن شبیه سازی گردیده است. بدین منظور، یک مدل توده‌ای دو بعدیِ تکفازی مبتنی بر روش شبکه-بولتزمن ارائه و صحت آزمایی گردیده و جهت مدلسازی لایه‌ی کاتالیست استفاده شده است. میدان سرعت و توزیع گونه‌های شیمیایی در ناحیه‌ی حفره، توزیع میزان آب و پتانسیل الکتریکی در لایه‌ی نازک الکترولیت اطراف توده‌ها، و توزیع چگالی جریان الکتریکی در مرز غشاء و لایه‌ی کاتالیست برای هر دو آرایش منظم و نامنظم توده‌ها ارائه و تحلیل گشته-اند. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که پارامترهای بررسی شده به شدت از آرایش توده‌ها در لایه‌ی کاتالیست اثر می‌پذیرند. همچنین نتایج مذکور حاکی از آن اند که در شبیه سازی پیل‌های سوختی می‌بایست از روش‌هایی که قادر به در نظر گرفتن مایکروساختارهای پیچیده می‌باشند، نظیر روش مقیاس-حفره‌‌ی شبکه-بولتزمن استفاده نمود. نتایج این پژوهش می‌تواند راهنمایی‌های مهمی جهت طراحی بهتر لایه کاتالیست این گونه پیل‌ها در اختیار قرار دهد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی Effects of Agglomerate Arrangement on Cathode Catalyst Layer Performance in PEM Fuel Cell
چکیده انگلیسی مقاله Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) as efficient and advantageous power sources are currently near the stage of full commercialization in the vehicle industry. However, the simulation of their cathode electrode faces with some challenges due to the complicated physics and microstructure. In the present study, the reactive air flow in a cathode electrode of a PEMFC is simulated through a multi-scale lattice Boltzmann approach. In this regard, a two-dimensional single-phase lattice Boltzmann agglomerate model is presented and validated; then it is applied to model cathode electrode consisting of catalyst layer (CL), gas diffusion layer (GDL) and gas flow channel. To investigate the effects of agglomerate arrangement on the CL performance, species distributions in the pore region, electrical potential distribution in the electrolyte film, and current density distribution at the interface of membrane and CL are presented and analyzed for both uniform and non-uniform agglomerate arrangements. The results establish the fact that the distribution of species, water content, electric potential and current density in the CL, i.e. the CL performance, are strongly affected by agglomerate arrangement in the CL. The results of this study can be helpful to improve catalyst layer microstructure, and subsequently its performance. Besides, the presented model can be extended to three dimensions for further investigation of CL microstructure impact.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله غلامرضا مولایی منش | molaei manesh
دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه علم و صنعت ایران (Iran university of science and technology)

محمد هادی اکبری | mohammad hadi
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه شیراز (Shiraz university)

نشانی اینترنتی http://mej.aut.ac.ir/article_790_251dcc81cc4596178a4fe9906da6637e.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1252/article-1252-458707.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات