13708

بررسي شبيه سازيهاي صورت گرفته با استفاده از روش هاي پيشرفته ديناميك سيالات محاسباتي در حوزه پيل هاي سوختي پليمري

1402

دكتر غلامرضا مولائي منش

پيل‌هاي سوختي با غشاء تبادل پروتون يكي از فناوري‌هاي مهم و تحت توجه در زمينه انرژي هستند. اين پيل‌ها به‌عنوان يك راهكار پاك و كارآمد براي تأمين انرژي الكتريكي در خودروهاي هيدروژني و صنايع مورد استفاده قرار مي‌گيرند. براي بهينه‌سازي كارايي و دوام اين پيل‌ها، استفاده از روش‌هاي شبيه‌سازي مدلسازي مولكولي و سيستمي از اهميت بسياري برخوردار است. شبكه بولتزمن يكي از روش‌هاي شبيه‌سازي است كه به طور مزوسكوپي به بررسي جريان سيال و پديده‌هاي انتقال جرم درون ساختارهاي پيچيده لايه كاتاليست و لايه‌هاي انتشار گاز مي‌پردازد. اين رويكرد امكان مطالعه دقيقي از مكانيسم‌هاي مختلف انتقال مواد در داخل سلول‌هاي سوختي را فراهم مي‌كند. به ويژه، اين روش به بهبود مديريت آب در داخل پيل¬هاي سوختي پليمري كمك مي‌كند كه يكي از عوامل مهم در بهره‌وري و عملكرد اين پيل‌هاست. ديناميك مولكولي نيز يك روش شبيه‌سازي است كه به تحليل خواص ساختاري و انتقالي فيلم‌هاي يونومر، لايه‌هاي كاتاليست و رابط‌ها در سطح اتمي مي‌پردازد. اين روش قادر است به مطالعه تأثير عوامل مختلف مانند سطوح هيدراتاسيون، محتواي يونومر و اشكال نانوذرات بر توزيع و تحرك آب، پروتون‌ها و مولكول‌هاي اكسيژن در داخل پيل‌هاي سوختي بپردازد. با به كار گيري هر دو روش شبكه بولتزمن و ديناميك مولكولي، مي‌توان به چالش‌هاي ماكروسكوپي و ميكروسكوپي در توسعه پيل‌هاي سوختي پليمري پاسخ داد و به پيشرفت فناوري اين پيل‌ها كمك كرد. در اين مطالعه روش‌هاي شبيه سازي شبكه بولتزمن و ديناميك مولكولي به منظور درك و بهينه سازي پيل‌هاي سوختي پليمري بررسي شده‌اند.

7/3/2024 12:00:00 AM

83489

1403/06/19

Review of Simulations Conducted Using Advanced Computational Fluid Dynamics Methods in the Field of Polymer Electrolyte Fuel Cells

پيل‌هاي سوختي با غشاء پليمري , ديناميك سيالات محاسباتي , شبيه سازي شبكه بولتزمن , شبيه سازي ديناميك مولكولي , هيدروژن

Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells , Computational Fluid Dynamics , Lattice Boltzmann Simulation , Molecular Dynamics Simulation , Hydrogen