کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
11017540 1725872 2018 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
An evaluation method of gas distribution quality in dynamic process of proton exchange membrane fuel cell
ترجمه فارسی عنوان
یک روش ارزیابی کیفیت توزیع گاز در فرآیند پویا سلول سوختی غشای تبادل پروتون
کلمات کلیدی
سلول سوختی غشای تبادل پروتون، بارگذاری پویا، ارزیابی کیفیت توزیع گاز، تشخیص گرسنگی گاز
ترجمه چکیده
سلول سوختی غشای تبادل پروتون به عنوان بهترین جایگزین برای سیستم قدرت نسل بعدی به علت راندمان بالا و بدون انتشار آن، به عنوان بهترین جایگزین شناخته می شود. یافته شده است که فقدان عرضه گاز با توجه به تغییر بار مکرر و توقف شروع یک عامل بسیار مهم در تخریب زیستی سلول های سوختی است و تجاری سازی آن را محدود می کند. گسیل گاز حالت است که در آن گاز واکنش از سلول سوختی غشای تبادل پروتون در یک سطح زیر استوشیومتری عمل می کند. تشخیص گاز گازی محلی بدون حسگرهای اضافی گران و مزاحم هنوز یک مشکل دشوار است که حل نمی شود. در این مقاله، میزان گرسنگی گاز برای ارزیابی میزان گرسنگی گاز محاسبه می شود. یک روش مبتنی بر تجزیه و تحلیل آماری جدید به عنوان شاخص برای اندازه گیری یکنواختی غلظت گاز واکنش مستقیم بر روی سطح الکترود استفاده می شود. کیفیت توزیع گاز واکنش تحت شرایط مداوم و دینامیکی با شبیه سازی شرایط عملیاتی مختلف از طریق مدل شبیه سازی، مورد بررسی قرار گرفت. یک منطقه کار مناسب از سلول سوختی در حالت پایدار برای دستیابی به عملکرد سلولی پایدارتر تحت شرایط تغییر بار پیشنهاد شده است. کیفیت توزیع غلظت گاز واکنش بر روی سطح کل الکترود در شرایط دینامیکی برای شناسایی مناطق خاصی که گاها گسل گازی ممکن است رخ دهد مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج حاصل از این مطالعه، پایه ای برای کنترل مطلوب و طراحی ساختار سلول سوختی علیه گرسنگی گاز پویا را فراهم می کند و به مطالعه طول عمر سلول های سوختی غشای پروتون تبادل کمک می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی مهندسی انرژی و فناوری های برق
پیش نمایش مقاله
یک روش ارزیابی کیفیت توزیع گاز در فرآیند پویا سلول سوختی غشای تبادل پروتون
چکیده انگلیسی
The proton exchange membrane fuel cell is considered to be the best alternative to next generation power system due to its high efficiency without emission. It has been found that the lack of gas supply due to frequent load change and start-stop is a very crucial factor in fuel cell life decay and restricts its commercialization. Gas starvation is the state in which the reaction gas of proton exchange membrane fuel cell operates at a sub-stoichiometric level. The diagnosis of local gas starvation without additional expensive and intrusive sensors is still a tough problem not to be solved. In this paper, the area of gas starvation is calculated to evaluate the degree of gas starvation. A novel statistical analysis based method is applied as the index to measure the uniformity of the reaction gas concentration directly on the surface of electrode. The distribution quality of reaction gas under both steady-state and dynamic conditions was evaluated by simulating different operating conditions through the simulation model established. A suitable working area of the fuel cell under steady state is proposed to achieve more stable cell performance under load change conditions. The distribution quality of reaction gas concentration on the whole electrode surface under dynamic condition is evaluated to identify the specific areas where gas starvation is likely to occur. The results of this study will provide the basis for the optimal control and structural design of the fuel cell against dynamic gas starvation, and contribute to the long-life study of proton exchange membrane fuel cells.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Energy - Volume 232, 15 December 2018, Pages 26-35
نویسندگان
, , , , , ,