ಮೆಟಲ್ ಫೋಮ್ - ಫ್ಯೂಯಲ್ ಸೆಲ್ ಕೋಲ್ಡ್ ಸ್ಟಾರ್ಟ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ವರ್ಧನೆ

ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಣಗೊಂಡಿದೆಲೋಹದ ಫೋಮ್ಗಳುಅವುಗಳ ಸರಂಧ್ರ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸರಂಧ್ರತೆ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಿಂದಾಗಿ ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಓಟಗಾರರಿಗೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ಉತ್ತಮ ಸಂಭಾವ್ಯ ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿದೆ.
ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ಕೆಲಸದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಧ್ರುವೀಕರಣದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುವ ಮುಖ್ಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಎರಡೂ ಏಕ ಕೋಶಗಳ ಆನೋಡ್‌ಗೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಮಾನಾಂತರ ಹರಿವಿನ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಹೊಸ ನಿಕಲ್-ಲೋಹದ ಫೋಮ್ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಮಾನಾಂತರ ಹರಿವಿನ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಎರಡು ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿನ ಹರಿವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸಲು, ಅಧ್ಯಯನವು 1.5 cm × 20 cm (ಅನಿಲಗಳು ಎಲ್ಲಾ ಉದ್ದದ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಹರಿಯುತ್ತವೆ) ಗಾತ್ರದೊಂದಿಗೆ ತೆಳ್ಳಗಿನ ಜೀವಕೋಶದ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿತು, ಇದು ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿಗೆ ಮೂಲ ಕೋಶವನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಂಡಿತು. ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ, ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ, ಜೀವಕೋಶದ ಧ್ರುವೀಕರಣದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಹೆಚ್ಚಿಲ್ಲ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪರೀಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಎರಡೂ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಒಂದೇ MEA (Nafion-112) ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಫೋಮ್ ಮೆಟಲ್ ಫ್ಲೋ ಫೀಲ್ಡ್‌ನಲ್ಲಿನ ಸಣ್ಣ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಕ್ರತೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಸರಳವಾದ ಉದ್ದವಾದ ನೇರ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಎರಡೂ ತುದಿಗಳಲ್ಲಿನ ಒತ್ತಡದ ಕುಸಿತವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗೆ ಅನಿಲ ಪೂರೈಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಒತ್ತಡ, ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕ್ರಿಯೆಯ ದರ, ಮತ್ತು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಇದು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಒತ್ತಡದ ಅನಿಲ ಎಂಜಿನ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೇವಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ ಮತ್ತು ಪಂಪಿಂಗ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆಲೋಹದ ಫೋಮ್ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು, ಕಡಿಮೆ ಪ್ರವಾಹಗಳಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರ ಕೋಶಗಳಿಗಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, ಲೋಹದ ಫೋಮ್ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಬಳಸುವ ಅನುಕೂಲಗಳು ಇನ್ನೂ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿವೆ. ದೀರ್ಘಾವಧಿಯಲ್ಲಿ, ಫೋಮ್ ಲೋಹದ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಏಕರೂಪದ ಅನಿಲ ಮತ್ತು ದ್ರವ ನೀರಿನ ಹರಿವಿನಿಂದಾಗಿ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು, ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ ಲಂಬ ಅಡ್ಡ-ಸರಬರಾಜಿನ ಬಳಕೆ (ಆನೋಡ್ ಅನಿಲವು ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ನ ದೀರ್ಘ ಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನಿಲವು ಫೋಮ್ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಚಿಕ್ಕ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ), ಇದು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಒಳಹರಿವು ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಲೆಟ್ ಒತ್ತಡದ ಕುಸಿತದಿಂದ ಉಂಟಾದ ಪಂಪ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಅದನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ ಬ್ಯಾಟರಿ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ವರ್ಧನೆ, ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದಾದ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ಗಿಂತ ಹೋಲಿಸಬಹುದಾದ ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಹ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದಾದ ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡುವ ನಷ್ಟವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ ಜೀವಕೋಶದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ವರ್ಧನೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ.
ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಉಪ-ಶೂನ್ಯ ಆರಂಭಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಕಾಳಜಿಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ನಾವು ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಆರಂಭಿಕ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಫೋಮ್ ಮೆಟಲ್ ಫ್ಲೋ ಫೀಲ್ಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿನ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಮಾನಾಂತರ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಸ್ಥಿರ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೋಡ್‌ಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಮಗ್ರವಾಗಿ ಹೋಲಿಸುತ್ತೇವೆ.
ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಜನಪ್ರಿಯ ಉಪ-ಶೂನ್ಯ ಆರಂಭಿಕ ಸ್ಥಿತಿಗಾಗಿ, ನಾವು ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಆರಂಭಿಕ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಫೋಮ್ ಮೆಟಲ್ ಫ್ಲೋ ಫೀಲ್ಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿನ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಮಾನಾಂತರ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಸ್ಥಿರ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೋಡ್‌ಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಮಗ್ರವಾಗಿ ಹೋಲಿಸುತ್ತೇವೆ.
ಫೋಮ್-ಲೋಹದ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಯಶಸ್ವಿ ಪ್ರಾರಂಭದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರ ಕೋಶ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಮಾನಾಂತರ-ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್ ಕೋಶವು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಅಸ್ಥಿರವಾದ ಸೆಲ್ ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನೊಂದಿಗೆ, ಶಾಖ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ದರ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಟ್ಟಿಗೆ ಏರಿಕೆ ದರ, ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ಗಳಿಂದಾಗಿ, ಐಸಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಅಡಚಣೆಯ ಸಾಧ್ಯತೆಯು ರೇಖೀಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ (ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ), ಇದು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಅದರ ಏರಿಳಿತದ ಸೆಲ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಆದಾಗ್ಯೂ, ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಅಡಚಣೆಯ ಸಾಧ್ಯತೆಯು ರೇಖೀಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ (ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ), ಇದು ಏರಿಳಿತಗೊಳ್ಳುವ ಸೆಲ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಾರಂಭದ ವೈಫಲ್ಯದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಭವನೀಯತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ಸಾರಾಂಶದಲ್ಲಿ, ಇಂಧನ ಕೋಶದ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ರಂಧ್ರ ರಚನೆಫೋಮ್ ಮೆಟಲ್ಫ್ಲೋ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ ಮತ್ತು ಉಪ-ಶೂನ್ಯ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಆರಂಭಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳೆರಡರ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ "ಟ್ರೆಂಚ್-ರಿಡ್ಜ್" ಫ್ಲೋ ಚಾನಲ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಕೋಶದ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಗರಿಷ್ಠ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಸುಮಾರು 25% ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ;
ಉಪ-ಶೂನ್ಯ ಆರಂಭಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಫೋಮ್ ಮೆಟಲ್ ಫ್ಲೋ ಫೀಲ್ಡ್ನೊಂದಿಗೆ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ಪ್ರಾರಂಭದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸುಗಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಾರಂಭದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಫೋಮ್ ಲೋಹದ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಹೊಂದುವಂತೆ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳ ಬಳಕೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಚಿನ್ನದ ಲೇಪನ, ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾದ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಸಿಟಿ ಮತ್ತು ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳು ಮತ್ತು ಬಳಕೆಫೋಮ್ ವಸ್ತುಗಳುಹೆಚ್ಚು ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ ಮಾಡಿದ ರಂಧ್ರದ ಗಾತ್ರಗಳು, ಸರಂಧ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸಂಕೋಚನ ಅನುಪಾತಗಳು, ಇಂಧನ ಕೋಶದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಬಲಪಡಿಸಲು ಮತ್ತು ಶೀತ-ಪ್ರಾರಂಭದ ಚಕ್ರದ ಬಾಳಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.