Numerical investigation of cold-start behavior of polymer electrolyte fuel cells in the presence of super-cooled water

در این مطالعه، یک مدل ریاضی برای شبیه سازی فرآیندهای گذرا سرماخوردگی سلولهای سوخت الکترولیتی پلیمر توسعه داده شده است. فرض بر این است که آب فوقالعاده آب درون سلول وجود دارد. انتقال غیر تعادل آب بین غشاء و لایه کاتالیست در نظر گرفته شده است. مدل های انجماد آب و ذوب یخ در لایه کاتالیست و لایه انتشار گاز ایجاد شده است. برای اولین بار، تصادفی بودن فرایند انجماد با معرفی یک تابع احتمالی انجماد به دست می آید. بر اساس این مدل، فرآیند سرماخوردگی یک سلول سوختی الکترولیتی تک پلیمر که در شرایط عملیاتی و اولیه مختلف شروع شده است، به صورت عددی شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که عملکرد سرما شروع سلول به وسیله پتانسیل ذخیره سازی الکترولیت در لایه کاتالیست کاتدی تعیین می شود. برای هر بار شروع و دمای بار فعلی، مناسب ترین مقدار آب اولیه غشاء است که مربوط به طولانی ترین زمان خاموش شدن سلول است. هنگامی که فرایند شروع سرد شروع به شکست می کند، یخ عمدتا در لایه کاتالیست کاتد ذخیره می شود. توزیع یخ یکنواخت تر می شود زیرا درجه حرارت سرد شروع به پایین می کند.