Metal Foam - Fuel Cell Cold Start Performance Enhancement

စီးပွားဖြစ်လုပ်သည်။သတ္တုအမြှုပ်များ၎င်းတို့သည် သေးငယ်သောဖွဲ့စည်းပုံ၊ မြင့်မားသော porosity နှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကြံ့ခိုင်မှုကြောင့် သမားရိုးကျအပြေးသမားများအတွက် အလားအလာကောင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။
ပထမဦးစွာ၊ အခန်းအပူချိန်တွင် ပုံမှန်အလုပ်လုပ်သည့်အခြေအနေအောက်တွင် ဘက်ထရီ၏ polarization စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုင်းခြားစိတ်ဖြာထားသည်။ cathode သည် ဘက်ထရီ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ကန့်သတ်သည့် ပင်မလျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်ကြောင်း ယူဆပါက၊ ဆဲလ်တစ်ခုတည်း၏ anode အတွက် သမားရိုးကျ အပြိုင်စီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်းများကို အသုံးပြုကြပြီး သမားရိုးကျ အပြိုင်စီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်းများကို နီကယ်-သတ္တုအမြှုပ်အကွက်အသစ်ဖြင့် cathode အတွက် အသုံးပြုကြသည်။
စီးဆင်းမှုနယ်ပယ်နှစ်ခုရှိ စီးဆင်းမှုကွဲပြားမှုနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်ကွာခြားချက်များကို ပိုမိုပြတ်သားစွာထင်ဟပ်နိုင်စေရန် လေ့လာမှုသည် 1.5 စင်တီမီတာ× 20 စင်တီမီတာ အရွယ်အစားရှိသော သွယ်လျသောဆဲလ်စီးဆင်းမှုအကွက်ကို အသုံးပြု၍ မူလဆဲလ်အတန်ငယ်ဆုံးရှုံးသွားသော ဓာတ်ငွေ့များကို အသုံးပြုထားသည်။ စွမ်းဆောင်ရည်၊ ထို့ကြောင့်၊ cell polarization စွမ်းဆောင်ရည်သည် မမြင့်မားပါ။ ထို့အပြင် စမ်းသပ်မှုတွင် ဆဲလ်နှစ်ခုစလုံးအတွက် တူညီသော MEA (Nafion-112) ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ Foam metal flow field အတွင်းရှိသေးငယ်သော flow channel ၏ကွေးကောက်မှုပိုမိုမြင့်မားခြင်းကြောင့်၊ အစွန်းနှစ်ဖက်ရှိ pressure drop သည် ရိုးရှင်းသော long straight flow channel နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက cathode သို့ ဓာတ်ငွေ့ထောက်ပံ့မှုကို တိုးမြှင့်ပေးသည့် လည်ပတ်မှုအား ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည့် သမားရိုးကျစီးဆင်းမှုနယ်ပယ်ရှိ ရိုးရိုး long straight flow channel နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ပိုမိုမြင့်မားပါသည်။ ဖိအားနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတုတုံ့ပြန်မှုနှုန်းနှင့် တစ်ချိန်တည်းတွင် ၎င်းသည် ပိုမိုဖိအားပေးထားသော ဓာတ်ငွေ့အင်ဂျင်ပါဝါကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ စားသုံးရန် လိုအပ်ပြီး pumping loss ကို တိုးစေသည်။ အမြင့်ဆုံးပါဝါသိပ်သည်းဆသည် ဆဲလ်များနှင့်အတူ ပိုမိုမြင့်မားသည်။သတ္တုမြှုပ်စီးဆင်းမှုနယ်ပယ်များ ၊ နိမ့်သောလျှပ်စီးကြောင်းတွင်ရှိသော်လည်း ပါဝါသိပ်သည်းဆသည် သမားရိုးကျစီးဆင်းမှုနယ်ပယ်ဆဲလ်များထက် အနည်းငယ်နိမ့်သည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် သတ္တုအမြှုပ်များ စီးဆင်းမှုနယ်ပယ်ကို အသုံးပြုခြင်း၏ အကျိုးကျေးဇူးများမှာ သိသာထင်ရှားဆဲဖြစ်သည်။ ရေရှည်တွင်၊ အမြှုပ်သတ္ထုစီးဆင်းမှုနယ်ပယ်တွင်တူညီသောဓာတ်ငွေ့နှင့်အရည်များပိုမိုစီးဆင်းမှုကြောင့်လက်တွေ့အသုံးချမှုတွင်ပိုမိုတိုတောင်းသောစီးဆင်းမှုအကွက်ကိုအသုံးပြုနိုင်သည်၊ သို့မဟုတ် cathode နှင့် anode ဒေါင်လိုက်ဖြတ်ကျော်ထောက်ပံ့မှုအသုံးပြုခြင်း (anode ဓာတ်ငွေ့စီးဆင်းမှုတစ်လျှောက်တွင်၊ ရိုးရာစီးဆင်းလမ်းကြောင်း၏ရှည်လျားသောအခြမ်း၊ cathode gas သည် foam flow field ၏အတိုခြမ်းတစ်လျှောက်တွင်စီးဆင်းနေသည်) cathode inlet နှင့် outlet pressure drop ကြောင့်ဖြစ်ရသော pumping loss ကိုပိုမိုလျှော့ချပေးသည်၊ ထို့ကြောင့်သဘောပေါက်ရန်မျှော်လင့်ထားသည်။ ဘက်ထရီ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးပြီး ရေရှည်တွင် အောင်မြင်နိုင်သည့် သမားရိုးကျ စီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်းထက် နှိုင်းယှဉ်နိုင်သော သို့မဟုတ် ပိုမိုမြင့်မားသော ပါဝါသိပ်သည်းဆကိုပင် ထိန်းသိမ်းထားသည်။ ထို့ကြောင့်၊ သမားရိုးကျ စီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်းထက် နှိုင်းယှဥ်သည့် သို့မဟုတ် နိမ့်ပါးသည့် စုပ်ယူမှု ဆုံးရှုံးမှုကို ထိန်းသိမ်းထားစဉ်တွင် ဆဲလ်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည် မြှင့်တင်မှုကို သဘောပေါက်ရန် မျှော်လင့်ပါသည်။
အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ sub-zero စတင်သည့်အခြေအနေများ၏စိုးရိမ်ပူပန်မှုကိုဖြေရှင်းရန်အတွက်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် လောင်စာဆဲလ်များ၏ တက်ကြွသောစတင်ခြင်းစွမ်းဆောင်ရည်ကို အမြှုပ်သတ္ထုစီးဆင်းမှုအကွက်နှင့် အဆက်မပြတ်လက်ရှိနှင့် အဆက်မပြတ်ဗို့အားမုဒ်အောက်ရှိ cathode ရှိ သမားရိုးကျအပြိုင်စီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်းနှင့် ပြည့်စုံစွာနှိုင်းယှဉ်ပါသည်။
အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ လူကြိုက်များသော သုညခွဲစတင်မှုအခြေအနေအတွက်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် လောင်စာဆဲလ်များ၏ တက်ကြွသောစတင်မှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို အမြှုပ်သတ္ထုစီးဆင်းမှုနယ်ပယ်နှင့် စဉ်ဆက်မပြတ်လက်ရှိနှင့် အဆက်မပြတ်ဗို့အားမုဒ်များအောက်ရှိ cathode ရှိ သမားရိုးကျအပြိုင်စီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်းနှင့် ပြည့်စုံစွာနှိုင်းယှဉ်ပါသည်။
ရေမြှုပ်-သတ္တုစီးဆင်းမှုအကွက်သည် စတင်ဖွင့်ချိန်နှင့် အောင်မြင်သောစတင်ချိန်တွင် တည်ငြိမ်သောဆဲလ်စွမ်းဆောင်ရည်ဖြင့် ကောင်းမွန်သောအားသာချက်များကိုပြသထားပြီး၊ ဆန့်ကျင်ဘက်တွင်၊ သမရိုးကျအပြိုင်စီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်းဆဲလ်သည် လည်ပတ်နေစဉ်အတွင်း နိမ့်ပြီးမတည်မငြိမ်ဆဲလ်အထွက်ဗို့အားနှင့်အတူ၊ အပူထုတ်လုပ်မှုနှုန်းနှင့် အပူချိန်ကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည်။ အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ မြင့်တက်လာသော်လည်း flow channels နည်းပါးခြင်းကြောင့်၊ icing နှင့် clogging ဖြစ်နိုင်ခြေသည် linearly တိုးလာသည် ( flow channels အရေအတွက်ပေါ်မူတည်၍ ) ၎င်း၏ အတက်အကျရှိသော ဆဲလ်ထွက်ရှိမှု စွမ်းဆောင်ရည် မည်သို့ပင်ဆိုစေကာမူ၊ ရေခဲပိတ်ဆို့ခြင်း၏ ဖြစ်နိုင်ခြေသည် (စီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်း အရေအတွက်ပေါ် မူတည်၍) တစ်ပြေးညီ တိုးလာပြီး ဆဲလ်ထွက်ရှိမှု စွမ်းဆောင်ရည် အတက်အကျနှင့် စတင်မှု ချို့ယွင်းမှု ဖြစ်နိုင်ခြေ တိုးလာပါသည်။
အချုပ်အားဖြင့်, အလွန်အစွမ်းထက်တဲ့ချွေးပေါက်ဖွဲ့စည်းပုံမှာလောင်စာဆဲလ်နှင့်အတူအမြှုပ်သတ္တုစီးဆင်းမှုအကွက်သည် အခန်းအပူချိန်လုပ်ဆောင်မှုနှင့် သုညအောက် ဒိုင်နမစ်စတင်မှုအခြေအနေများအောက်တွင် ရိုးရာ "ကတုတ်ခေါင်" စီးဆင်းမှုချန်နယ်နှင့်အတူ ဆဲလ်အပေါ် သိသာထင်ရှားသော အားသာချက်များရှိသည်။
အခန်းအပူချိန်တွင် ဘက်ထရီ၏ အမြင့်ဆုံးပါဝါသိပ်သည်းဆနှင့် အဆုံးစွန်သော လက်ရှိသိပ်သည်းဆသည် 25% ခန့် တိုးလာသည်။
သုညခွဲစတင်သည့်အခြေအနေအောက်တွင်၊ အမြှုပ်သတ္ထုစီးဆင်းမှုအကွက်ပါသည့်ဘက်ထရီများ၏စွမ်းဆောင်ရည်သည် စတင်စဉ်အတွင်း ချောမွေ့စေပြီး အပူချိန်နိမ့်သောကိုယ်ကိုတိုင်စတင်နိုင်စွမ်းလည်း အလွန်တိုးတက်ကောင်းမွန်ပါသည်။
ထို့အပြင်၊ လျှပ်ကူးနိုင်မှုအားကောင်းစေရန်၊ ပိုမိုသင့်လျော်သော hydrophobicity နှင့် corrosion resistance ကုသမှုများ နှင့် ရွှေအဖြစ်ပြုလုပ်ခြင်းကဲ့သို့သော အမြှုပ်သတ္ထုပစ္စည်းများအတွက် ပိုမိုကောင်းမွန်သော ကုသမှုများကို အသုံးပြုခြင်းနှင့် အသုံးပြုခြင်း၊မြှုပ်ပစ္စည်းများပိုကောင်းအောင် ပြုပြင်ထားသော ချွေးပေါက် အရွယ်အစား၊ porosity နှင့် compression အချိုးများသည် လောင်စာဆဲလ်၏ လုပ်ငန်းဆောင်ရွက်မှု စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုအားကောင်းစေပြီး အအေး-စတင်စက်ဝန်း၏ တာရှည်ခံနိုင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန် မျှော်လင့်ပါသည်။