k
قابلیت هدایت حجمی پروتونی،
۱۷ Ω-۱ m-1[14]
s
قابلیت هدایت حجمی الکترونی،
۷۲۷۰۰ Ω-۱ m-1[14]
ragg
شعاع توده،
۰.۷۵ mm
dagg
ضخامت توده،
۶۰ nm
ثابت هانری برای انحلال اکسیژن در آیونومر،
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
۰.۳۱۲۵ atm m3 mol-1[20]
el
نسبت سطح مؤثر پلاتین،
۰.۷۵ [۲۰]
Li,agg
کسر حجمی فاز آیونومر درون توده،
۰.۵ [۲۰]
اندازه توده
برای انجام محاسبات مدل توده‌ایاندازههای شعاع و ضخامت فیلم آیونومر اطراف هر توده به صورت جفت‌های زیر انتخاب شده است:
(ragg, dagg) = (0.25mm, 20nm), (0.5mm, 40nm), (0.75mm, 60nm), (1mm, 80nm) , (1.25mm, 100nm).
این مقادیر به نحوی انتخاب شده‌اند که کسر حجمی فاز جامد، Ls، کسر حجمی فاز غشاء، Li، و تخلخل لایه کاتالیست، eCL، برای تمامی اندازه‌ها انتخابی، طبق روابط ارائه شده در بخش ۲-۸-۲-با هم برابر باشد. شایان ذکر است که برای انجام یک مقایسه مطمئن بین مدل همگن و مدل توده‌ایاز مقادیر یکسان بدست آمده از فرمول‌های(۲- ۵۶) تا (۲- ۵۸)برای Li, LsوeCLدر هر در مدل استفاده شده است.
روش حل
معادلات دیفرانسیل حاکم که همان معادلات (۲- ۲۴)، (۲- ۳۰) و (۲- ۳۹)میباشد، با توجه به شرایط مرزی (۲- ۴۱)، (۲- ۴۳) و (۲- ۴۴) و با بهره گرفتن از روش شوتینگ،رانگ کوتا مرتبه چهارم حل می‌شوند. برای حل این معادلات ابتدا مقدار افت فعال‌سازیدر سطح مشترک لایه نفوذ گاز با لایه کاتالیست حدس زده شده است، سپس معادلات دیفرانسیل حاکم با بهره گرفتن از دستور BVP در نرم افزار متلب حل گردید، این روند تا ارضاء شدن تمامی شروط مرزی ادامه مییابد. طول لایه کاتالیست برای حل معادلات دیفرانسیل به ۵۰۰ قسمت تقسیم شده است، این تعداد گره برای انجام یک حل مستقل از شبکه کافی بهنظرمی‌رسد. مقدار حدس اولیه برای افت فعال‌سازی در سطح مشترک لایه نفوذ گاز با لایه کاتالیست(z=0)برابر با v 0.1=hactدر نظر گرفته شده است.
نتایج
عملکرد پیل سوختی با بهره گرفتن از منحنی V-Iمشخص می‌شود. که در آن Vcell ولتاژ سلول و Itot چگالی جریان پیل میباشد. ولتاژ واقعی پیل سوختی از کم کردن افت‌ها از ولتاژ بازگشت‌پذیر پیل بدست می‌آید. از آنجایی که افت فعال‌سازی طرف کاتد چندین برابر(تقریباً چهار برابر) افت فعال‌سازی آند میباشد، لذا از افت فعال‌سازی آند در مقابل افت کاتد صرف نظر می‌گردد. در این حالت ولتاژ پیل برابر خواهد بود با:
