این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
شیمی و مهندسی شیمی ایران، جلد ۴۰، شماره ۳، صفحات ۱۸۷-۱۹۹
عنوان فارسی مدل سازی و شبیه سازی سه بعدی پیل سوختی غشای پلیمری دمابالا با ترکیب نوین بر پایه ترکیب مایع های یونی دی کاتیونی و پلی بنزیمیدازول
چکیده فارسی مقاله در این مطالعه، مدلی سه‌بعدی و پایا برای غشای نوین هدایت پروتون شامل مایع­ های یونی دی کاتیونی که مناسب پیل­ های سوختی پلیمری دمابالا در محیط بی‌آب بوده، ارایه‌شده است. برای توسعه چنین مدلی پس از تهیه مدل هندسی سه­ بعدی و شبکه­ بندی آن، معادله­ های مومنتوم، جرم و بار الکتریکی در ناحیه­ های گوناگون پیل شامل محیط­ های متخلخل الکترودها، کانال­ های گاز و محیط­ های جامد مانند جمع کننده‌های جریان، گسسته سازی شده و با در نظر گرفتن اتلاف ­های موجود در پیل و بر اساس منابع به ­دست ­آمده از مدل الکتریکی و الکتروشیمیایی حل شده است. همچنین واکنش‌های الکتروشیمیایی در سطح فعال آند و کاتد و انتقال یونی در الکترولیت لحاظ شده است. معادله ­ها با نرم‌افزار دینامیک سیالات محاسباتی و روش المان محدود در بازه 95/0 ـ 4/0 ولت با طول پله 05/0 حل شده­ اند. فرایند حل به‌صورت غیرخطی و روش نیوتن برای گسسته سازی معادله ­های دیفرانسیل جزئی با تلورانس 001/0 انجام‌گرفته است. تعداد 20640 شبکه‌بندی برای محاسبه­ های عددی صورت گرفته و تعداد تکرار 50 می‌باشد. آزمون نبود وابستگی شبیه‌سازی به مش بندی صورت گرفته که با اندازه­ های گوناگون مش­ ها، اختلاف نتیجه­ ها کم ­تر از 1% بوده که نبود وابستگی نتیجه ­ها به‌اندازه مش ­ها را تأیید می­ کند. سرانجام مقایسه نتیجه­ های به­ دست­ آمده با داده‌های تجربی با نمودار ولتاژ ـ چگالی جریان به‌عمل‌آمد. این منحنی تطابق بسیار خوبی (خطا کم­تر از 4%) را بین نتیجه­ های مدل ­سازی حاضر و داده‌های تجربی نشان داده که اعتبار این مطالعه را تأیید می­ کند. همچنین توزیع غلظت­ های واکنشگرها و فراورده ­ها در نقطه­ های گوناگون پیل محاسبه‌شده و تأثیر شرایط عملیاتی بر عملکرد پیل بررسی شده است و این مدل توانایی پیش‌بینی رفتار پیل سوختی غشای پلیمری دما بالا را در شرایط گوناگون عملیاتی دارا می‌باشد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله پیل سوختی غشای پلیمری،شبیه‌سازی سه‌بعدی،غشای PPDC64،روش المان محدود،مایع های یونی دی کاتیونی،
عنوان انگلیسی Three-Dimensional Modeling and Simulation of a High-Temperature PEM Fuel Cell with Novel Composite Membranes based on Dicationic Ionic Liquid and Polybenzimidazole Mixtures
چکیده انگلیسی مقاله In the current paper, a three-dimensional, steady-state model has been introduced for novel proton exchange membranes (PEM) containing dicationic ionic liquids appropriatefor elevated temperature fuel cells under an anhydrous environment. Development of such a model requires utilizing the 3D geometry and detailed mesh grid and discretization of momentum. Mass and electric charge balance equations were solved based on the information obtained from electrical and electrochemical models within various areas of the cell such as porous electrodes, gas channels, and the solid parts and current collector, especially. Additionally, a description of the electrochemical reactions on the active sites of the anode and cathode electrodes, and ions' movement through the electrolyte is considered. The equations were solved by applying a finite element method solver. Finally, the results of the model are compared with the experimental data (current density-voltage graph). This graph shows a good correlation between the model and experiments validating the present simulation. This model is also able to predict PEMFC behavior under different operational conditions
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله پیل سوختی غشای پلیمری,شبیه‌سازی سه‌بعدی,غشای PPDC64,روش المان محدود,مایع های یونی دی کاتیونی
نویسندگان مقاله ایمان امیدی بی بالانی |
دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

داوود ایرانشاهی |
دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

خدیجه هوشیاری |
دانشکده شیمی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

مهران جوانبخت |
گروه شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران- پژوهشکده انرژی های تجدیدپذیر، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

مرتضی مرادی |
گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

نشانی اینترنتی https://www.nsmsi.ir/article_37269_d2e80b275bdb2837563e414e347581b8.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
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