در این پژوهش سامانه پیشرانش دورگه الکتریکی- پیل سوختی جایگزین سامانه متداول احتراق داخلی در یک خودرو سمند گردیده است. سپس خودرو با در نظر گرفتن هر دو سامانه در نرم افزار ADVISOR الگوسازی شده است. برای الگوسازی خودرو ذکر شده الگوی بدنه و چرخ ها با در نظر گرفتن کلیه فراسنج های مربوط به آن ها به این نرم افزار اضافه شده است. در هر دو حالت نتایج بدست آمده از قبیل مصرف سوخت و بازده سامانه در چرخه های حرکت مختلف مورد بررسی قرار گرفته و با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که خودرو دورگه الکتریکی- پیل- سوختی علاوه بر کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده و آلایندگی صفر از نظر فراسنج های عملکردی سرعت، شتاب و شیب پیمایی قابل رقابت با نمونه احتراق داخلی خود می باشد.

در این مطالعه، یک نوع پیل سوختی غشا پلیمری برای کاربرد در خودرو تحلیل گردیده و در این راستا متغیرهای اثر گذار بر عملکرد پیل از قبیل درصد رطوبت، نرخ جریان، دما و فشار گازهای ورودی و همچنین مدیریت آب و حرارت که از چالش های اصلی این پیل ها می باشد، بررسی شده است. بدین منظور، معادلات پیوستگی، مقدار حرکت، بقا اجزای، انرژی و شارژ به همراه روابط سینتیک الکترو شیمیایی در نواحی مختلف پیل به صورت الگوی تک ناحیه ای تدوین و به روش عددی حل شده اند و منحنی های ولتاژ و چگالی توان بر حسب چگالی جریان پیل در شرایط عملکردی مختلف به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که افزایش فشار و دما در تمامی ولتاژهای خروجی پیل باعث بهبود عملکرد پیل می شود. در ولتاژهای خروجی بالا که تغییر فاز در پیل سوختی اتفاق نمی افتد، افزایش درصد رطوبت و کاهش نرخ جریان ورودی بر عملکرد پیل تاثیر مثبت می گذارد، اما در ولتاژهای خروجی پایین، عملکرد پیل با افزایش درصد رطوبت و کاهش نرخ جریان کاهش می یابد. همچنین افزایش فشار، درصد رطوبت ورودی و نرخ جریان منجر به اتلاف بخشی از توان تولیدی پیل سوختی می گردد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

مقدار مقاومت الکتریکی بین قطعات مختلف وابسته به تنش فشاری بین اجزا مختلف پیل سوختی میباشد. در این پژوهش دو هدف مهم دنبال شده است که یکی بدست آوردن حداقل تنش بر روی واشر برای اینکه نشتی اتفاق نیافتد و دیگری بررسی تاثیر توزیع تنش بر روی لایه نفوذ گاز بر مقدار مقاومت الکتریکی میباشد. برای رسیدن به این هدف، ابتدا بوسیله طراحی مجموعه آزمایشگاهی حداقل تنش فشاری بر روی واشر برای اینکه نشتی اتفاق نیافتد، بدست آمده که برابر با 2MPa می باشد. همچنین با طراحی یک پروسه آزمایشگاهی دیگر، تاثیر تنش فشاری بر مقدار مقاومت بین قطعات مختلف بررسی شده است. در ادامه با توجه به نتایج حاصل از تست آزمایشگاهی، تاثیر نیروی گیرهبندی بر مقدار مقاومت الکتریکی در شبیهسازی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین پارامترهای تاثیرگذار بر توزیع تنش بر روی لایه نفوذ گاز و مقاومت الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده شد که با افزایش نیروی گیرهبندی مقدار مقاومت الکتریکی کاهش مییابد. علاوه بر این مشاهده شد که توزیع تنش در استفاده از 4 پیچ غیریکنواخت بوده و با افزایش تعداد پیچ به 8 عدد یکنواختتر شده است. همچنین با افزایش تعداد پیچ به 12 عدد تغییر چندانی نسبت به 8 پیچ رخ نداده است.

در تحقیق حاضر یک چرخه ترکیبی جدید متشکل از موتور پرخوران ملخی مجهز شده با پیل سوختی اکسید جامد تحلیل و بررسی شده است. در این پیکربندی بعد از ورودی هوا به ترتیب، تنجار هوا، پیل سوختی اکسید جامد، محفظه احتراق، پرخوران پرفشار، پرخوران آزاد و خروجی در نظر گرفته شده است. در این مطالعه عملکرد چرخه در دمای مختلف ورودی پرخوران بررسی شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که ادغام پیل سوختی اکسید جامد با موتور پرخوران ملخی منجر به بهبود کارایی این موتور خواهد شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که افزودن پیل سوختی اکسید جامد به موتور پرخوران ملخی باعث افزایش بازده کل سامانه از 20 درصد در موتور پرخوران ملخی به 26 درصد در چرخه ترکیبی خواهد شد. همچنین نتایج و نمودارهای بدست آمده نشان می دهد که چرخه ترکیبی تا حدودی نیروی پیشران بیشتری را نسبت به موتور پرخوران ملخی واقعی تولید کرده و همچنین 50 کیلووات در ساعت انرژی برق هواپیما را تامین می کند.

پیل سوختی بهترین پیشنهاد برای جایگزینی موتورهای درونسوز می باشد. سیستم های پیل سوختی هیچ گونه آلودگی نداشته و اجزای متحرک ندارند. بازده پیل های سوختی بیش از سه برابر موتورهای درونسوز است. مدلسازی رفتار پیل سوختی غشای تبادل پروتون دارای پیچیدگی های ویژه ای می باشد و تعیین عملکرد آن بر حسب ویژگی های ساختاری آن یکی از پارامترهای مورد نیاز برای شناخت بیشتر رفتار پیل های سوختی غشای تبادل پروتون می باشد. در این مطالعه، یک نوع پیل سوختی غشا پلیمری برای کاربرد در خودرو تحلیل گردید. در این مدل سازی، انواع حرارت های تولیدی-مصرفی در سمت های آند و کاتد (از قبیل: حرارت نیم واکنش ها، حرارت اکتیواسیون، حرارت جذب/دفع و. . . ) لحاظ گردید و تحت این شرایط عملکرد پیل سوختی بررسی شد. نتایج حاصل از شبیهسازیها نشان داد که مقدار همهی احرارتها در طول کانال جریان کاهش پیدا میکند (با متوسط عدد رینولدز 612). بررسی تاثیر رطوبت نسبی نشان داد که رطوبت نسبی آند در طول کانال جریان کاهش می باید. سرعت در لایه غشا به دلیل کوچک تر بودن ضریب نفوذپذیری این لایه نسبت به لایه های پخش گاز و واکنشگرها (کاتد) بسیار کمتر می باشد. متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد. لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

پیل های سوختی غشا پلیمری به دلیل مزایایی همچون دمای عملکرد پایین، چگالی توان بالا و زمان راه اندازی پایین، نسبت به دیگر پیل های سوختی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مهم ترین اجزای پیل سوختی پلیمری صفحات دوقطبی می باشد که شامل انواع مختلفی است. صفحات دوقطبی فلزی نسبت به صفحات دو قطبی کامپوزیتی پایه گرافیتی از مزایایی همچون استحکام بالا و ضخامت و وزن پایین تر برخوردارند. مقاومت به خوردگی و مقاومت تماسی بین سطوح صفحات دوقطبی فلزی یکی از چالش های صفحات دوقطبی فلزی می باشد. به همین دلیل، صفحات دوقطبی فلزی برای افزایش مقاومت به خوردگی و کاهش مقاومت تماسی تحت فرآیند پوشش دهی قرار می گیرند. در این پژوهش، خواص و مورفولوژی پوشش طلا روی زیرلایه مسی و فولاد زنگ نزن با استفاده از روش های آبکاری الکتریکی و اسپاترینگ مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی مورفولوژی سطح نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت گرفت. همچنین، به منظور بررسی مقاومت تماسی نمونه های پوشش داده شده و بدون پوشش، از آزمون مقاومت تماسی بین سطوح استفاده شد. مقاومت به خوردگی پوشش های اعمال شده با استفاده از آزمون های گالوانواستاتیک و پتانسیواستاتیک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که استفاده از روش آبکاری الکتریکی باعث ایجاد حفره ها و تخلخل های زیادی در سطح نمونه می شود. همچنین، مشخص شد که استفاده از روش اسپاترینگ به طور قابل توجهی موجب افزایش مقاومت به خوردگی و کاهش مقاومت تماسی می گردد.