عنوان انگلیسی:

Optimal operating points of PEM fuel cell model with RSM

عنوان فارسى:
نقاط عملیاتی بهینه مدل سلول سوختی ‏PEM‏ با ‏RSM

ژورنال:
Journal of Mechanical Science and Technology

سال انتشار: 2009

تعداد صفحات مقاله انگلیسی: 12

تعداد صفحات ترجمه فارسی: 18

Abstract
The output power efficiency of the fuel cell system mainly depends on the required current, stack temperature, air
excess ratio, hydrogen excess ratio, and inlet air humidity. Therefore, the operating conditions should be optimized to
get maximum output power efficiency. In this paper, a dynamic model for the fuel cell stack was developed, which is
comprised of a mass flow model, a gas diffusion layer model, a membrane hydration, and a stack voltage model. Experiments
have been performed to calibrate the dynamic Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) stack
model. To achieve the maximum output power and the minimum use of hydrogen in a certain power condition, optimization
was carried out using Response Surface Methodology (RSM) based on the proposed PEMFC stack model. Using
the developed method, optimal operating conditions can be effectively selected in order to obtain minimum hydrogen
consumption.

چکیده

بازده توان خروجی سیستم سلول سوختی به طور عمده به جریان مورد نیاز، درجه حرارت توده، نسبت هوای اضافی، نسبت هیدروژن اضافی و رطوبت هوای ورودی بستگی دارد. بنابراین، شرایط عملیاتی باید برای به دست آوردن حداکثر بازده توان خروجی بهینه سازی شود. در این مقاله، یک مدل دینامیک برای دسته سلول سوختی، توسعه داده شد که از یک مدل جریان جرم، یک مدل لایه انتشار گاز، هیدراتاسیون غشاء، و یک مدل ولتاژ دسته تشکیل شده است.آزمایشات برای کالیبره کردن دینامیکی سلول سوختی پلیمری غشای الکترولیت (PEMFC) مدل دسته انجام شده است. برای رسیدن به حداکثر توان خروجی و حداقل استفاده از هیدروژن در شرایط توان مشخص، بهینه سازی با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) بر اساس مدل دسته PEMFC پیشنهاد شده انجام شد. با استفاده از روش توسعه یافته، شرایط عملیاتی بهینه می تواند به طور موثر برای به دست آوردن حداقل مصرف هیدروژن انتخاب شود.