دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 50 2 2018 06 22 Experimental Study of the New Design 2.5kW Dead-End H2 /O2 PEM Fuel Cell Stack with New Design to Improve Fuel Utilization بررسی تجربی عملکرد یک استک پیل سوختی 2/5 کیلووات انتها بسته هیدروژن-اکسیژن با طراحی جدید برای افزایش بهره‌وری سوخت 369 376 1028 10.22060/mej.2017.12067.5271 FA ابراهیم علیزاده آزمایشگاه تحقیقاتی فناوری پیل سوختی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، فریدونکنار، ایران مجید خورشیدیان آزمایشگاه تحقیقاتی فناوری پیل سوختی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، فریدونکنار، ایران سید حسین مسروری سعادت آزمایشگاه تحقیقاتی فناوری پیل سوختی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، فریدونکنار، ایران سید مجید رهگشای آزمایشگاه تحقیقاتی فناوری پیل سوختی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، فریدونکنار، ایران مظاهر رحیمی اسبویی آزمایشگاه تحقیقاتی فناوری پیل سوختی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، فریدونکنار، ایران Journal Article 2016 11 14 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. 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.

https://mej.aut.ac.ir/article_1028_f515d4ce66e819dccd688bb061352643.pdf