Bi-dimensional modeling and simulation of thermo-fluidic behavior in low temperature fuel cell system

Abstract

Abstract : Due to the energy crisis and the rising level of pollution around the world, a new source of clean energy is the fuel cell. PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) is the most studied type of cell. In our subject, we are interested in the modeling and simulation of flows in gas diffusion layer ("GDL") using the lattice Boltzmann method. The D2Q9 model of the LBM method was chosen to study the influence of different physical parameters on gas flow in the porous GDL medium such as permeability, porosity and inlet velocity. The results found show that all these parameters have an influence on the morphology of the flow and as consequently the performance of the full cells. In other side, the results also show that the lattice Boltzmann method can produce efficient predictions about the physical phenomena that occur in the GDL that can use to improve the productivity of the PEMFC خلاصة : بسبب أزمة الطاقة وارتفاع مستوى التلوث في جميع أنحاء العالم ، مصدر جديد ل الطاقة النظيفة هي خلية الوقود. PEMFC (خلية وقود غشاء تبادل البروتون) هي الأكثر نوع الخلية المدروسة. في موضوعنا ، نحن مهتمون بنمذجة ومحاكاة التدفقات في طبقة انتشار الغاز ("GDL") باستخدام طريقة شعرية Boltzmann. نموذج D2Q9 من تم اختيار طريقة LBM لدراسة تأثير العوامل الفيزيائية المختلفة على تدفق الغاز في وسط GDL المسامي مثل النفاذية والمسامية وسرعة الدخول. النتائج وجدت أن كل هذه المعلمات لها تأثير على مورفولوجيا التدفق و وبالتالي أداء الخلايا الكاملة. في الجانب الآخر ، تظهر النتائج أيضًا أن ملف يمكن أن تنتج طريقة شعرية بولتزمان تنبؤات فعالة حول الظواهر الفيزيائية التي تحدث في GDL والتي يمكن استخدامها لتحسين إنتاجية PEMFC