محسن رستمی - مدرس، دانشگاه امام علی(ع)، تهران، ایران
مجتبی دهقان منشادی - دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر شاهین شهر اصفهان، ایران

این مقاله یک مدل ریاضی ساده صفربعدی برای یک پیل سوختی با غشای تبادل پروتون خود-رطوبتزا 1 (PEM) کیلوات را ارائه می دهد. این مدل شامل متغیرهای اصلی الکتریکی و ترمودینامیکی و پارامترهای مرتبط با عملکرد پیل سوختی PEM در شرایط عملیاتی مختلف است. تاثیر هر یک از این پارامترها و متغیرها بر عملکرد پیل سوختی با غشای تبادل پروتون PEM مورد بررسی قرار می گیرد. معادلات ریاضی با استفاده از ابزار Matlab-Simulink به منظور شبیه سازی عملکرد مدل توسعه یافته با آئرواستک پیل سوختی پلیمری هورایزن (H-1000) که به صورت تجاری در دسترس است مدل میشود و از آئرواستک برای اهداف اعتبارسنجی مدل و تنظیم مدل توسعه یافته استفاده میشود. این مدل می تواند به پیلهای سوختی با توان بالاتر و ساختار مشابه تعمیم داده شود. معادله جدید برای تعیین تاثیر استفاده از هوا برای تغذیه پیل سوختی PEM به جای اکسیژن خالص بر پلاریزاسیون غلظت و ولتاژ خروجی زمانی که جریان مفید از آن گرفته شده ارائه می شود. در مقایسه نتایج حاصل از مدل ریاضی مبتنی بر آئرواستک پیل سوختی غشای پروتون 1 کیلووات هورایزن (H-1000) با نتایج تستهای آزمایشگاهی از این نوع استک پیل سوختی می توان دریافت که مدل حاضر در این پژوهش از اعتبار بالایی برخوردار است.

پیل سوختی با غشای تبادل پروتون، افت فعال سازی، افت اهمی، افت غلظت، مدل کاتد-آند، هیدراسیون غشاء