Vpliv geometrije kanalov bipolarnih plošč na delovanje PEM gorivne celice

magistrsko delo magistrskega študijskega programa II. stopnje Strojništvo

Jan Mencin (Avtor), Mihael Sekavčnik (Mentor)

Povzetek

V magistrskem delu smo analizirali vpliv različne geometrije dovodnih kanalov na bipolarnih ploščah. Osredotočili smo se predvsem na preučevanje na primeru nizkotemperaturnih gorivnih celic, s protonsko izmenjevalno membrano (PEM). Cilj naloge je bil ovrednotenje učinka različnih oblik dovodnih kanalov, paralelnega in serpentinastega. Na eksperimentalni način smo na preizkuševališču za PEM gorivne celice, tri enake vzorce celic MEA izpostavili različnim pogojem delovanja. Zasnovali smo matriko meritev, s katero smo določili kombinacije spreminjajočih se vrednosti parametrov, kot sta tlak in stehiometrija. Tako smo celico izpostavili različnih pogojem delovanja, ki ustrezajo različnim spektrom aplikacij. Preverili smo vpliv oziroma doprinos oblike kanala na delovanje gorivne celice. Za karakterizacijo smo uporabili polarizacijsko krivuljo in elektrokemično impedančno spektroskopijo. Primerjali smo dobljene rezultate in pojasnili, pod katerimi pogoji je pri PEM gorivnih celicah primernejša določena oblika kanalov. Serpentinasta oblika razporeditve dovodnih kanalov, je bolj primerna v aplikacijah kjer prihaja do tranzientnih sprememb oziroma v dinamičnih režimih obratovanja. Medtem ko se paralelno tokovno polje, bolje obnese pri nizkih hitrostih pretoka reaktantov.

Ključne besede

magistrske naloge;vodikove tehnologije;PEM gorivne celice;bipolarne plošče;impedančna spektroskopija;polarizacijske krivulje;

Podatki

Jezik:	Slovenski jezik
Leto izida:	2024
Tipologija:	2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:	UL FS - Fakulteta za strojništvo
Založnik:	[J. Mencin]
UDK:	621.352.6:544(043.2)
COBISS:	219888387
Št. ogledov:	132
Št. prenosov:	31
Ocena:	0 (0 glasov)
Metapodatki:

Ostali podatki

Sekundarni jezik:	Angleški jezik
Sekundarni naslov:	Influence of bipolar plate channel geometry on PEM fuel cell performance
Sekundarni povzetek:	In this master's thesis, we analysed the impact of different inlet channel geometries on bipolar plates. We focused primarily on low-temperature fuel cells with a proton exchange membrane (PEM). The objective of the thesis was to evaluate the impact of different inlet channel shapes, through parallel and serpentine configurations. In the experiment, we took three identical MEA cell samples and test them at a PEM fuel cell testing station. We designed a matrix of measurements to determine combinations of varying parameter values, such as pressure and stoichiometry. The cells were exposed to different operating conditions, corresponding to a range of application that fuel cell technology can be used. We investigated the influence and contribution of channel shape on fuel cell performance. For characterization, we used polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. We compared the obtained results and explained under which conditions a specific channel shape is more suitable for PEM fuel cells. The serpentine channel configuration proved to be more appropriate for applications involving transient conditions, like dynamic operating regimes, while the parallel flow field performed better at low reactant flow rates.
Sekundarne ključne besede:	master thesis;hydrogen technologies;PEM fuel cell;bipolar plate;impedance spectroscopy;polarization curve;
Vrsta dela (COBISS):	Magistrsko delo/naloga
Študijski program:	0
Konec prepovedi (OpenAIRE):	1970-01-01
Komentar na gradivo:	Univ. Ljubljana, Fak. za strojništvo
Strani:	XX, 62 str.
ID:	25059964