14586

13153

كارشناسي ارشد

شيمي كاربردي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

دوازده، [77] ص.: مصور، جدول، نمودار

محمد ژياني

معصومه جواهري

بهزاد رضايي، محمدمحسن مومني

1398/02/13

كتابنامه

شيمي

شيمي

1398/02/14

2529581

چکیده پيلهای سوختی پليمری در حالت آند انتها بسته به دليل نياز به سيستمهای جانبی ارزان و ساده تر به طور فزايندهای در استکهای تجاری مورد استفاده قرار گرفته است با اين حال عملکرد اين پيلهای سوختی بيشتر از پيلهای سوختی با آند انتها باز تحت تاثير شرايط و پارامترهای عملياتی قرار دارد بنابراين پیبردن به پارامترهای موثر و تعيين مقدار بهينهی آنها ضروری است در اين مطالعه از طيفسنجی امپدانس الکتروشيميايی نمودار پالريزاسيون و نمودار ولتاژ مقاومت زمان برای پیبردن به تاثير شرايط عملکردی بر پيل سوختی پليمری با آند انتهابسته استفاده شد دمای پيل جريان خروجی از پيل سوختی فشار در سمت آند و رطوبت هوای ورودی به کاتد پارامترهايی هستند که اثر آنها بر عملکرد پيل سوختی با آند انتهابسته انتخاب شدند نتايج بدست آمده نشان داد که عملکرد پيل سوختی با افزايش دمای پيل تا 60 C بهبود میيابد اما افزايش بيشتر دما تا 70 C به دليل خشکشدگی غشا و افزايش ميانعبور گاز نيتروژن از کاتد به آند سبب کاهش عملکرد پيل سوختی میگردد همچنين مشاهده شد که با افزايش جريان خروجی از 1 5 A به 2 A و سپس 2 5 A به دليل افزايش نفوذ برگشتی آب از کاتد به آند عملکرد کاهش میيابد همچنين بهترين عملکرد پيل سوختی پليمری با آند انتهابسته در فشار 15 psi بدست آمد در فشار 10 psi ب ه دليل وجود اختالف فشار بين آند و کاتد و بيشتر بودن فشار کاتد نسبت به آند تجمع در آند افزايش يافته و عملکرد پيل سوختی را کاهش میدهد و در فشار 20 psi به دليل افزايش غلظت يون هيدروژن در کاتد و افزايش توليد آب و در پی آن افزايش نفوذ برگشتی آب در آند عملکرد پيل سوختی کاهش میيابد همچنين با افزايش رطوبت نسبی هوا از 03 به 05 به دليل کاهش مقاومت غشا عملکرد ارتقا پيدا کرد ولی با افزايش بيشتر رطوبت نسبی هوا تا 08 به دليل افزايش ميزان تجمع آب در سمت آند عملکرد کاهش يافت کلمات کليدی پيل سوختی پليمری مجموع الکترودغشا آند انتهابسته DEA طيفسنجی امپدانس الکتروشيميايی EIS

Investigation of Dead ended Anode Proton Exchange Membrane Fuel Cell Performance Under Different Operating Condition Ashkan Mohammadpour a mohamadpour@ch iut ac ir Date of Submission 20 01 2019 Department of Chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Mohammad Zhiani E mail m zhiani@cc iut ac irAbstractDead ended anode proton exchange membrane fuel cell is increasingly being used in somespecial applications due to its need for simpler and lower cost subsystems However theperformance of such a fuel cell is more affected by the operational parameters andconditions than the traditional proton exchange membrane fuel cells Therefore realizingthe most effective parameters and determining their optimum values are essential In thepresent study constant current test polarization curve and electrochemical impedancespectroscopy is used to examine the effect of operating conditions on the performance of adead ended anode fuel cell Cell temperature operating current densities cathode humidityand hydrogen pressure are selected to assess their effects on the fuel cell performance Theresults show that the performance enhances by increasing the cell temperature up to 60 Cand the the performance enhances by increasing cathode humidity up to 50 and hydrogenpressure up to 15psi The experimental results also show that the performance decreasesby further increasing of the temperature up to 70 C and the performance decreases byfurther increasing of the cathode humidity up to 80 and hydrogen pressure up to 20psiand The results show that the performance always decreases by increasing of the operatingcurrent density from 300 mA cm 2 to 500 mA cm 2 Keywords Proton exchange membrane fuel cell PEMFC Dead ended anode DEA electrochemical impedance spectroscopy EIS Nitrogen crossover

محمد ژياني

معصومه جواهري

بهزاد رضايي، محمدمحسن مومني