@article { author = {Alizadeh, E. and Khorshidian, M. and Saadat, S. H. M. and Rahgoshay, S. M. and Rahimi-Esbo, M.}, title = {Experimental Study of the New Design 2.5kW Dead-End H2 /O2 PEM Fuel Cell Stack with New Design to Improve Fuel Utilization}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {50}, number = {2}, pages = {369-376}, year = {2018}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2017.12067.5271}, abstract = {Proton exchange membrane fuel cells with a dead-ended anode and cathode achieve high hydrogen and oxygen utilization by a comparatively simple system. In this paper, a new design of proton exchange membrane fuel cell stack is presented. The basic concept of the proposed design is to divide the cells of the stack into several blocks by conducting the outlet gas of each stage to a separator and reentering to the next stage, thereby constructing a multistage anode and cathode. In this design, a higher gaseous flow rate is maintained at the outlet of higher than 85% of cells, even under dead-end conditions, and this results in a reduction of purge-gas emissions by hindering the accumulation of liquid water in the cells. The result shows that the dead-end mode condition has the same performance as an open-end mode. The stack power at the current density of 1200 mA/cm2 is 2.5kW and the voltage of all cells is bigger than 0.6V. This means that the stack can achieve to the power higher than 3kW, although all cells voltage is higher than the restriction voltage of 0.4V. Furthermore, the optimum time for opening and clothing of purge valve are 2 and 4s for anodic cells and 2 and 6s for cathodic cells.}, keywords = {Proton exchange membrane fuel cell,Dead-end operation,Purge time,Cascade type stack}, title_fa = {بررسی تجربی عملکرد یک استک پیل سوختی 2/5 کیلووات انتها بسته هیدروژن-اکسیژن با طراحی جدید برای افزایش بهره‌وری سوخت}, abstract_fa = {پیل­های سوختی پلیمری با آند و کاتد انتها بسته می­توانند با سیستمی نسبتاً ساده درصد مصرف سوخت هیدروژن و اکسی دانت اکسیژن را افزایش دهند. در این مقاله یک طرح جدید برای استک پیل سوختی ارائه شده است که ایده اصلی طرح ارائه شده تقسیم استک به دو مرحله مجزا است. به این ترتیب که گاز خروجی از مرحله اول بعد از ورود به جداساز به مرحله بعدی وارد می­شود. در طرح ارائه شده گرچه پیل سوختی در حالت انتها بسته کار می­کند اما با توجه به مرحله ای بودن استک، بیش از 85 درصد سلول­ها در حالت استوکیومتری بزرگتر از 1 کار می­کنند و به این ترتیب طرح انتها بسته کارایی معادل به طرح انتها باز دارد. استک طراحی شده قادر است که به توان 2/ 5 کیلووات در چگالی جریان1200 mA/cm2   برسد در حالی که ولتاژ همه ی سلول­ها بزرگ­تر از 6/ 0 ولت است. استک طراحی شده قادر است که توان را به بیش از 3 کیلو وات افزایش دهد بدون این که به ولتاژ محدود کنند هی 4/ 0 ولت برسد. مطابق نتایج بهترین زمان برای باز و بسته کردن شیر تخلیه در حالت انتها بسته معادل با 2 و 4 ثانیه برای سلول­های کاتدیک و 2 و 6 ثانیه برای سلول­های آندیک است.}, keywords_fa = {پیل سوختی پلیمری,عملکرد انتها بسته,زمان تخلیه,استک مرحله‌ای}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_1028.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_1028_f515d4ce66e819dccd688bb061352643.pdf} }