Моделювання шару каталізатора для полімерних електролітичних мембранних паливних елементів: підхід MATLAB

Автори Susmita Singh1 , Pushan Kumar Dutta2
Приналежність

1Department of Chemistry, Amity University, Kolkata, West Bengal, India

2Department of Electronics and Communication Engineering, Amity University, Kolkata, West Bengal, India

Е-mail
Випуск Том 13, Рік 2021, Номер 3
Дати Одержано 10 січня 2021; у відредагованій формі 17 червня 2021; опубліковано online 25 червня 2021
Посилання Susmita Singh, Pushan Kumar Dutta, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 3, 03012 (2021)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.13(3).03012
PACS Number(s) 82.47.Gh
Ключові слова Полімерний електролітичний мембранний паливний елемент, Відновлювана енергія (2) , Шар каталізатора, Динамічна модель.
Анотація

Полімерний електролітичний мембранний паливний елемент (PEMFC) став новою технологією паливних елементів для стаціонарних і транспортних додатків. У роботі представлено моделювання шару каталізатора для системи PEMFC за допомогою MATLAB. Моделювання шару каталізатора є багатопараметричною та багатокритеріальною проблемою. Моделювання шару каталізатора варіюється від нуля до трьох вимірів. Фактична структура шару каталізатора не розглядається моделями нульового розміру. Загальні зміни в шарі каталізатора зображені одновимірними моделями. Дво- та тривимірні моделі враховують шар каталізатора та агломерат. У роботі представлена динамічна модель шару каталізатора для системи PEMFC з використанням MATLAB, який може бути використаний для розробки шару каталізатора. Запропонована модель включає різні умови експлуатації. Основна мета моделювання шару каталізатора полягає в тому, щоб вийти за рамки емпіричного опису характеристик паливного елемента, і моделювання проведено на основі певних параметрів із безпосередніми фізичними значеннями. Ця модель використовується для прогнозування підвищеної продуктивності шару каталізатора як функції таких вимірюваних характеристик, як власна активність каталізатора, ефективна площа поверхні, розмір агломерату, поліпшені електродні матеріали тощо. Кілька спрощуючих припущень роблять модель набагато простішою в обчислювальному плані і, отже, підходящою для моделювання не тільки шару каталізатора, але і всієї системи елементів. Незважаючи на ці припущення, модель добре відтворює експериментальні дані. Більше того, спостерігається, що запропонована динамічна модель каталізатора є дуже корисною у порівнянні з хімічно синтезованими каталізаторами.

Перелік посилань