20397

۲۰۳۹۷

بررسي اثر خنك كاري پيل سوختي پليمري بر كارآيي يك خودروي پيل سوختي

كارشناسي ارشد

سيستم محركه

فروردين ۱۳۹۷

۱۳۹۸/۱/۲۸

دكتر غلامرضا مولايي منش

خودرو

امروزه استفاده از انرژي هاي نوين با توجه به مشكلاتي نظير آلودگي هوا، كمبود سوخت هاي فسيلي و منابع نفتي و گرمايش كره ي زمين فراگير شده است. بدين منظور استفاده از انرژي هاي پاك و بدون آلاينده در صنعت خودروسازي امري ضروري به نظر مي¬رسد. خودروهاي پيل سوختي نيز با توجه به بازده بالا، آلايندگي و سروصداي بسيار پايين و چگالي توان بالا گزينه ي جذّابي براي جايگزيني خودروهاي احتراق داخلي به نظر مي رسند، ولي براي عملكرد مناسب و امن نيازمند مديريت حرارتي مناسب مي باشند و مديريت حرارتي مناسب باعث افزايش پيمايش و افزايش بازده اين خودروها مي شود. پيل هاي سوختي پليمري دما بالا به دليل مزايايي كه نسبت به پيل هاي سوختي پليمري دما پايين دارند، اخيراً مورد توجه قرار گرفته اند. از جمله اين مزايا مي¬توان به بهبود سينتيك واكنش، حذف سيستم¬هاي مرطوب سازي گازهاي ورودي، كاهش پيچيدگي هاي مديريت آب و سيستم خنك كننده ، امكان استفاده از هيدروژن با درصد خلوص پايين و ... اشاره كرد . در اين پژوهش ابتدا اثر رسانايي الكتريكي لايه نفوذ گاز ، رسانايي الكتريكي غشا و همچنين اثر دماي كاري در يك پيل سوختي پليمري دما بالا مورد بررسي قرار گرفته است و سپس تاثير اين عوامل در ابعاد خودرويي روي عملكرد و پيمايش يك خودروي پيل سوختي مورد بررسي و مطالعه قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه افزايش رسانايي غشا ولايه نفوذ گاز باعث بهبود عملكرد پيل سوختي مي شود. نتايج همچنين نشان مي¬دهد كه در دماي 160 تا 180 درجه سانتي¬گراد، پيل هاي سوختي دما بالا با غشا پلي بنزيميدازول و فسفريك اسيد14.5% داراي بهترين عملكرد خود هستند. همچنين در ابعاد خودرويي استفاده از پيل سوختي پليمري دما بالا پيمايش خودرو را حدود 10 درصد در مقايسه با پيل سوختي دما پايين افزايش مي دهد. واژه‌هاي كليدي: پيل سوختي پليمري، مديريت حرارتي، خودروي پيل سوختي، پيل سوختي دما بالا، غشا

1398/02/10

Effect of Thermal Management of HT-PEMFC on the Performance of Fuel cell Vehicle

4/16/2020 12:00:00 AM

Nowadays, the use of modern energy has become widespread due to problems such as air pollution, scarcity of fossil fuels and oil resources, and heating of the soil. To this end, the use of clean and non-pollutant energy in the automotive industry is necessary. Fuel cell cars also look attractive to replace the internal combustion engines due to their high efficiency, low emissions, and low noise and high power density, but they require proper thermal management for proper and safe operation and appropriate thermal management. It boosts scrolling and boosts the performance of these cars. High-temperature polymer fuel cells have recently been taken into account because of the advantages they have in comparison with low-temperature polymer fuel cells. some of these advantages are that it can be improved kinetics of the reaction, elimination of wetting systems for incoming gases, reduction of water management complexes and cooling systems, the possibility of using hydrogen with a low purity percentage and... In this study, the effect of electrical conductivity of the gas diffusion layer, the electrical conductivity of the membrane, as well as the effect of working temperature on a high-temperature polymer fuel cell has been investigated. Then, the effect of these factors on the dimensions of a car on the performance and scanning of a fuel cell vehicle was investigated and Studied. The results show that increasing the conductivity of the membrane and GDL layer improves the performance of the fuel cell. The results also show that at temperatures between 160 and 180 ° C, high-temperature fuel cells with a polybenzimidazole membrane and 14.5% phosphoric acid have the best performance. Also, the use of high-temperature polymer fuel cell in the FCV vehicle increases the car's mileage by about 10% compared with low-temperature fuel cell.