การศึกษาการกระจายตัวของอุณหภูมิภายในเซลล์เชื้อเพลิงชนิด เมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตรอน ด้วยแบบจำลองเชิงตัวเลข

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาการกระจายตัวความร้อนภายในเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตรอน แบบหอเซลล์จำนวน 5 เซลล์ ขนาดกำลังผลิตไฟฟ้า 60 วัตต์ ด้วยแบบจำลองเชิงตัวเลข 3 มิติ โดยใช้โปรแกรมการคำนวณ ทางด้านพลศาสตร์ของไหล มุ่งเน้นศึกษาการกระจายตัวของอุณหภูมิในชั้น Membrane Electrode Assembly (MEAs) และแผ่นไบโพลาร์เพลตภายในเซลล์เชื้อเพลิงที่สภาวะคงตัว และสภาวะที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ผลการศึกษา พบว่า การ เปลี่ยนแปลงอุณหภูมิภายในเซลล์เชื้อเพลิงอันเนื่องมาจากความร้อนในกระบวนการเกิดปฎิกิริยาเคมี ส่งผลให้อุณหภูมิ เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วภายในเวลา 300 วินาที อุณหภูมิเซลล์สูงถึง 80 องศาเซลเซียส หากไม่มีการควบคุมอุณหภูมิเซลล์จะทำ ให้เกิดความร้อนสะสมขึ้นและส่งผลให้ MEAs เสียหายได้ ลักษณะการกระจายตัวอุณหภูมิในชั้น MEAs มีค่าใกล้เคียงกับ แผ่นไบโพลาร์เพลต และอุณหภูมิภายในเซลล์เชื้อเพลิงสูงกว่าอุณหภูมิที่ผิวด้านนอกของแผ่นไบโพลาร์เพลตประมาณ 7 - 8 องศาเซลเซียส ซึ่งการลดลงของอุณหภูมิด้วยการพาความร้อนแบบธรรมชาติยังไม่เพียงพอต่อการระบายความร้อน จากผล การศึกษานี้จะใช้เป็นแนวทางในการพัฒนาระบบระบายความร้อนของเซลล์เชื้อเพลิง เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์ เชื้อเพลิงและลดปัญหาที่เกิดจากความร้อนภายในเซลล์เชื้อเพลิงต่อไป