Riassunto analitico
Le prestazioni di una Fuel Cell sono influenzate dalle condizioni operative (pressione, temperatura, umidità relativa…) e costruttive (sezione canali, distanza tra i canali, spessore GDL…). In particolare, la geometria più utilizzata per i piatti bipolari è quella a canali paralleli, la quale può portare a delle disuniformità nella distribuzione dei reagenti al Cataltyst Layer e quindi ad una riduzione della performance.
In questa tesi verrà investigata la possibilità di sostituire ai canali paralleli una struttura porosa descrivibile tramite una funzione matematica (giroide) e realizzabile in additive manufacturing.
Nella prima parte verrà descritto il funzionamento di una Fuel Cell PEM e verranno indicate le equazioni di governo impiegate per simularne il funzionamento.
Nella seconda parte verrà eseguito il confronto tra una cella a canali paralleli e una cella con un unico strato di materiale poroso (Carbon Paper) e ne verranno confrontate le prestazioni.
Nella terza parte verrà proposto un metodo per simulare una cella con canali di distribuzione a giroide con un approccio macro-omogeneo, caratterizzando la struttura porosa attraverso simulazioni di dettaglio. Successivamente i risultati ottenuti con l’approccio macro-omogeneo verranno confrontati con quelli relativi ad una cella con una mesh di dettaglio, su una cella di dimensioni ridotte.
Infine, su una cella di dimensioni ridotte, verranno confrontate le prestazioni di due celle a canali paralleli con diverse sezioni e due celle con mezzo di distribuzione a giroide di spessori differenti
|
