ประสิทธิภาพเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนมีผลต่อแรงบีบอัด
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้ศึกษาผลของแรงกดอัดในการประกอบเซลล์เชื้อเพลิง ค่าความพรุนของชั้นการแพร่ของก๊าซที่มีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิง โดยสร้างเครื่องกดอัดเซลล์ เพื่อใช้ในการทดสอบเซลล์เพื่อเปรียบเทียบกับการประกอบเซลล์จากการขันด้วยน็อต เลือกค่าความหนาของปะเก็นที่ทำมาจาก Teflon.ที่.125,.175.และ.225.ไมครอน.มีค่าความพรุนที่.0.16,.0.4.และ.0.53.ตามลำดับ.พบว่า.ความสัมพันธ์ระหว่างค่าความพรุนและความหนาของชั้นการแพร่ของก๊าซที่ได้จากแรงกดอัดในการประกอบเซลล์ แสดงให้เห็นว่าค่าความพรุนจะแปรตามค่าความหนา เมื่อความหนาของชั้นการแพร่ลดลง จะทำให้ค่าความพรุนลดลงตามไปด้วย และจากผลการทดสอบประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงด้วยเครื่องกดอัดเซลล์ ที่ค่าแรงกัดอัดด้วยเครื่องอ่านค่าภาระโหลดที่ค่า 10,000 12,000 14,000 16,000 และ 18,000 นิวตันต่อตารางเมตร อัตราการไหลของก๊าซ 200, 300 และ 400 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที พบว่าที่แรงกดอัดในการประกอบเซลล์ที่ 16,000 นิวตันต่อตารางเมตร จะให้ค่าประสิทธิภาพการทำงานที่ดีสุดของงานวิจัย คือ ที่อัตราการไหล 300 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที ค่าความพรุนของชั้นการแพร่ของก๊าซที่ 0.53 จะให้ประสิทธิภาพการทำงานที่สูงที่สุด ให้ค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดประมาณ 12.32 Watt ที่ตำแหน่งความต่างศักย์ 0.44 Volt และความหนาแน่นกระแส 28 A และในการทดสอบประสิทธิภาพของเซลล์เชื้อเพลิงด้วยเครื่องกดอัดเปรียบเทียบกับการประกอบเซลล์ด้วย แรงกดอัดจากน็อต พิจารณาถึงความสัมพันธ์ของกราฟระหว่างค่าความหนาแน่นกระแส กับค่าความต่างศักย์ จะเห็นว่าลักษณะของกราฟของเซลล์ที่มีการประกอบเซลล์ทั้งสองแบบ มีลักษณะการลดลงของกราฟในลักษณะใกล้เคียงกัน แต่กราฟของเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ประกอบด้วยน็อตจะมีค่าความชันมากกว่าเซลล์ที่ประกอบด้วยเครื่องกดอัดเซลล์ ดังนั้นเซลล์ที่ประกอบด้วยเครื่องกดอัดเซลล์เหมาะสมต่อการทำงานของเซลล์มากกว่าเซลล์ที่ใช้น็อตประกอบเซลล์ โดยมีค่าประสิทธิภาพการทำงานต่างกันประมาณ 4.8% ที่อัตราการไหล 300 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
ณัฐวุฒิ จารุวสุพันธุ์. (2548). การสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขของการไหลของก๊าซในเซลล์เชื้อเพลิง ชนิด พีอีเอ็ม. (ปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมพลังงาน). เชียงใหม่: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่.
ทรงวุฒิ นิรัญศิลป์. (2545). การออกแบบสร้างระบบทำความชื้นสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดโพลิเมอร์อิเล็กโตรไลท์. (ปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาฟิสิกส์). เชียงใหม่: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่.
Austin, L. G. (1968). Hand book of Fuel Cell Technology, Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
Barbir, F. (2005). PEM Fuel Cell: Theory and Practice. NY: Elsevier Academic Press.
Chang, W. R., Hwang, J. J., Weng, F. B., & Chan, S. H. (2007). Effect of clamping pressure on the performance of a PEM fuel cell. Journal of Power Sources, 166, 149–154
EG&E Services Parson, Inc. (2000). Fuel Cell Hand Book. West Verginia: Morganton.
Iwao, N. (2008). Inhomogeneous Compression of PEMFC Gas Diffusion Layers. (Doctoral Dissertation). Helsinki University of Technology, Finland.
Kiattamrong, S. & Sripakagorn, A. (2014). Effects of the Geometry of the Air Flowfield on the Performance of an Open-Cathode PEMFC. In Proceedings of 5th international Conference on Sustainable Energy and Environment (SEE2014) (pp. 408-413).
Kim, B., Lee, Y., Woo, A., & Kim, Y. (2013). Effects of cathode channel size and operating conditions on the performance of air-blowing PEMFCs. Applied Energy, 111, 441-448.
Kumar, P. M., & Kolar, A. K. (2010). Effect of cathode design on the performance of an air-breathing PEM fuel cell. International Journal of Hydrogen Energy, 35(2), 671-681.
MacDonald, C. S. (2009). Effect of Compressive Force on PEM Fuel Cell Performance. (Master’s thesis). Retrieved from https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10012/4252