മെറ്റൽ ഫോം - ഫ്യൂവൽ സെൽ കോൾഡ് സ്റ്റാർട്ട് പെർഫോമൻസ് എൻഹാൻസ്മെൻ്റ്

വാണിജ്യവത്ക്കരിച്ചത്മെറ്റൽ നുരകൾപോറസ് മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ, ഉയർന്ന പോറോസിറ്റി, നല്ല മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി എന്നിവ കാരണം ഇന്ധന സെല്ലുകൾക്കുള്ള പരമ്പരാഗത റണ്ണേഴ്സിന് നിലവിൽ നല്ല സാധ്യതയുള്ള ബദലാണ്.
ആദ്യം, ഊഷ്മാവിൽ സാധാരണ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിൽ ബാറ്ററിയുടെ ധ്രുവീകരണ പ്രകടനം വിശകലനം ചെയ്തു. ബാറ്ററിയുടെ പ്രവർത്തനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന പ്രധാന ഇലക്‌ട്രോഡാണ് കാഥോഡ് എന്നത് കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, രണ്ട് സിംഗിൾ സെല്ലുകളുടെയും ആനോഡിനായി പരമ്പരാഗത പാരലൽ ഫ്ലോ പാത്തുകളും പുതിയ നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഫോം ഫ്ലോ ഫീൽഡ് ഉള്ള കാഥോഡിനായി പരമ്പരാഗത പാരലൽ ഫ്ലോ പാത്തുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
രണ്ട് ഫ്ലോ ഫീൽഡുകളിലെ ഫ്ലോ വ്യത്യാസങ്ങളും പ്രകടന വ്യത്യാസങ്ങളും കൂടുതൽ വ്യക്തമായി പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതിന്, പഠനം 1.5 സെ.മീ × 20 സെ.മീ വലിപ്പമുള്ള ഒരു നേർത്ത സെൽ ഫ്ലോ ഫീൽഡ് ഉപയോഗിച്ചു (വാതകങ്ങളെല്ലാം നീളമുള്ള വശത്തേക്ക് ഒഴുകുന്നു), ഇത് യഥാർത്ഥ സെല്ലിനെ ഒരു പരിധിവരെ നഷ്ടപ്പെട്ടു. പ്രകടനം, അതിനാൽ, സെൽ ധ്രുവീകരണ പ്രകടനം ഉയർന്നതല്ല. കൂടാതെ, ടെസ്റ്റിൽ രണ്ട് സെല്ലുകൾക്കും ഒരേ MEA (Nafion-112) ഉപയോഗിച്ചു. ഫോം മെറ്റൽ ഫ്ലോ ഫീൽഡിലെ ചെറിയ ഫ്ലോ ചാനലിൻ്റെ ഉയർന്ന വക്രത കാരണം, പരമ്പരാഗത ഫ്ലോ ഫീൽഡിലെ ലളിതമായ ലോംഗ് സ്ട്രെയിറ്റ് ഫ്ലോ ചാനലുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ രണ്ടറ്റത്തും മർദ്ദം കൂടുതലാണ്, ഇത് കാഥോഡിലേക്കുള്ള വാതക വിതരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. മർദ്ദം, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ നിരക്ക്, അതേ സമയം, അത് ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ കൂടുതൽ സമ്മർദ്ദമുള്ള ഗ്യാസ് എഞ്ചിൻ പവർ ഉപയോഗിക്കുകയും പമ്പിംഗ് നഷ്ടം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും വേണം. ഉള്ള കോശങ്ങൾക്ക് പരമാവധി പവർ ഡെൻസിറ്റി കൂടുതലാണ്മെറ്റൽ നുരഫ്ലോ ഫീൽഡുകൾ, താഴ്ന്ന വൈദ്യുതധാരകളിൽ, വൈദ്യുതി സാന്ദ്രത പരമ്പരാഗത ഫ്ലോ ഫീൽഡ് സെല്ലുകളേക്കാൾ അല്പം കുറവാണ്. മൊത്തത്തിൽ, ഒരു മെറ്റൽ ഫോം ഫ്ലോ ഫീൽഡ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിൻ്റെ ഗുണങ്ങൾ ഇപ്പോഴും പ്രധാനമാണ്. ദീർഘകാലാടിസ്ഥാനത്തിൽ, ഫോം മെറ്റൽ ഫ്ലോ ഫീൽഡിലെ കൂടുതൽ ഏകീകൃത വാതകവും ദ്രാവക ജലപ്രവാഹവും കാരണം, പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ ഒരു ചെറിയ ഫ്ലോ ഫീൽഡ് ഉപയോഗിക്കാം, അല്ലെങ്കിൽ കാഥോഡ്, ആനോഡ് ലംബമായ ക്രോസ് സപ്ലൈ (ആനോഡ് ഗ്യാസ് ഒഴുകുന്നു. പരമ്പരാഗത ഫ്ലോ ചാനലിൻ്റെ നീണ്ട വശം, കാഥോഡ് വാതകം നുരകളുടെ ഒഴുക്ക് ഫീൽഡിൻ്റെ ചെറിയ വശത്ത് കൂടി ഒഴുകുന്നു), ഇത് കാഥോഡ് ഇൻലെറ്റും ഔട്ട്‌ലെറ്റ് പ്രഷർ ഡ്രോപ്പും മൂലമുണ്ടാകുന്ന പമ്പിംഗ് നഷ്ടം കൂടുതൽ കുറയ്ക്കുന്നു, അങ്ങനെ അത് സാക്ഷാത്കരിക്കപ്പെടുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ബാറ്ററി പ്രകടനത്തിൻ്റെ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ, പരമ്പരാഗത ഫ്ലോ ചാനലിനേക്കാൾ താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതോ അതിലും ഉയർന്നതോ ആയ പവർ ഡെൻസിറ്റി നിലനിർത്തുക, ഇത് ദീർഘകാലാടിസ്ഥാനത്തിൽ നേടാനാകും. അതിനാൽ, പരമ്പരാഗത ഫ്ലോ ചാനലുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതോ അതിലും താഴ്ന്നതോ ആയ പമ്പിംഗ് നഷ്ടം നിലനിർത്തിക്കൊണ്ടുതന്നെ സെൽ പ്രകടനത്തിൻ്റെ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ ഇത് മനസ്സിലാക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
മറുവശത്ത്, സബ്-സീറോ സ്റ്റാർട്ടിംഗ് അവസ്ഥകളെക്കുറിച്ചുള്ള ആശങ്ക പരിഹരിക്കുന്നതിന്, യഥാക്രമം സ്ഥിരമായ കറൻ്റ്, സ്ഥിരമായ വോൾട്ടേജ് മോഡുകളിൽ കാഥോഡിലെ ഫോം മെറ്റൽ ഫ്ലോ ഫീൽഡും പരമ്പരാഗത പാരലൽ ഫ്ലോ ചാനലും ഉപയോഗിച്ച് ഇന്ധന സെല്ലുകളുടെ ഡൈനാമിക് സ്റ്റാർട്ടിംഗ് പ്രകടനത്തെ ഞങ്ങൾ സമഗ്രമായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു.
മറുവശത്ത്, ജനപ്രിയമായ സബ്-സീറോ സ്റ്റാർട്ടിംഗ് അവസ്ഥയ്ക്കായി, യഥാക്രമം സ്ഥിരമായ കറൻ്റ്, സ്ഥിരമായ വോൾട്ടേജ് മോഡുകളിൽ കാഥോഡിലെ ഫോം മെറ്റൽ ഫ്ലോ ഫീൽഡും പരമ്പരാഗത പാരലൽ ഫ്ലോ ചാനലും ഉപയോഗിച്ച് ഇന്ധന സെല്ലുകളുടെ ഡൈനാമിക് സ്റ്റാർട്ടിംഗ് പ്രകടനത്തെ ഞങ്ങൾ സമഗ്രമായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു.
ഫോം-മെറ്റൽ ഫ്ലോ ഫീൽഡ് മികച്ച നേട്ടങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, സ്റ്റാർട്ടപ്പിലും വിജയകരമായ സ്റ്റാർട്ടപ്പിലും സ്ഥിരമായ സെൽ പ്രകടനത്തോടെ, നേരെമറിച്ച്, പ്രവർത്തനസമയത്ത് താഴ്ന്നതും അസ്ഥിരവുമായ സെൽ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജുള്ള പരമ്പരാഗത പാരലൽ-ഫ്ലോ ചാനൽ സെൽ താപ ഉൽപാദന നിരക്കും താപനിലയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. ഒരു പരിധി വരെ വർദ്ധന നിരക്ക്, എന്നാൽ ഫ്ലോ ചാനലുകൾ കുറവായതിനാൽ, ഐസിംഗിൻ്റെയും ക്ലോഗ്ഗിംഗിൻ്റെയും സാധ്യത രേഖീയമായി വർദ്ധിക്കുന്നു (ഫ്ലോ ചാനലുകളുടെ എണ്ണത്തെ ആശ്രയിച്ച്), ഇത് നയിക്കുന്നു അതിൻ്റെ ചാഞ്ചാട്ടമുള്ള സെൽ ഔട്ട്‌പുട്ട് പ്രകടനം എന്നിരുന്നാലും, ഐസ് കട്ടപിടിക്കാനുള്ള സാധ്യത രേഖീയമായി വർദ്ധിക്കുന്നു (ഫ്ലോ ചാനലുകളുടെ എണ്ണത്തെ ആശ്രയിച്ച്), അതിൻ്റെ ഫലമായി സെൽ ഔട്ട്‌പുട്ട് പ്രകടനത്തിൽ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളും സ്റ്റാർട്ട്-അപ്പ് പരാജയപ്പെടാനുള്ള സാധ്യതയും വർദ്ധിക്കുന്നു.
ചുരുക്കത്തിൽ, ഇന്ധന സെല്ലിൻ്റെ മികച്ച പോറസ് ഘടനനുരയെ ലോഹംറൂം ടെമ്പറേച്ചർ ഓപ്പറേഷനിലും സബ് സീറോ ഡൈനാമിക് സ്റ്റാർട്ടപ്പ് അവസ്ഥയിലും പരമ്പരാഗത "ട്രഞ്ച്-റിഡ്ജ്" ഫ്ലോ ചാനൽ ഉള്ള സെല്ലിനെ അപേക്ഷിച്ച് ഫ്ലോ ഫീൽഡിന് കാര്യമായ ഗുണങ്ങളുണ്ട്.
ഊഷ്മാവിൽ ബാറ്ററിയുടെ പരമാവധി പവർ ഡെൻസിറ്റിയും ആത്യന്തിക കറൻ്റ് ഡെൻസിറ്റിയും ഏകദേശം 25% വർദ്ധിച്ചു;
ഉപ-പൂജ്യം ആരംഭിക്കുന്ന സാഹചര്യങ്ങളിൽ, ഫോം മെറ്റൽ ഫ്ലോ ഫീൽഡ് ഉള്ള ബാറ്ററികളുടെ പ്രകടനം ആരംഭിക്കുമ്പോൾ സുഗമമാണ്, കൂടാതെ താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ സ്വയം ആരംഭിക്കാനുള്ള കഴിവ് വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുന്നു.
കൂടാതെ, ചാലകത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് സ്വർണ്ണം പൂശുന്നത് പോലെയുള്ള നുരയെ ലോഹ സാമഗ്രികൾക്കായി കൂടുതൽ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത ചികിത്സകളുടെ ഉപയോഗം, കൂടുതൽ ഉചിതമായ ഹൈഡ്രോഫോബിസിറ്റി, കോറഷൻ റെസിസ്റ്റൻസ് ചികിത്സകൾ, ഉപയോഗംനുരയെ വസ്തുക്കൾകൂടുതൽ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത സുഷിര വലുപ്പങ്ങൾ, സുഷിരങ്ങൾ, കംപ്രഷൻ അനുപാതങ്ങൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച്, ഇന്ധന സെല്ലിൻ്റെ പ്രവർത്തന പ്രകടനത്തെ കൂടുതൽ ശക്തിപ്പെടുത്തുകയും കോൾഡ്-സ്റ്റാർട്ട് സൈക്കിളിൻ്റെ ഈട് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.