گروه: 
گروه صنايع غذايي و تبديلي
مدیر(های) پروژه: 
تاریخ خاتمه: 
1393
وضعیت: 
خاتمه یافته
 
در اين طرح پژوهشي، طراحي، ساخت، نصب و راه اندازي يک دستگاه آزمون عملياتي پيل سوختي (Fuel cell test station‎) به ظرفيت ده کيلووات مد نظر قرار گرفت. در اين پژوهش، طراحي دستگاه ياد شده با قابليت کار در مقياس بالا و براي اولين بار در کشور صورت پذيرفت. محاسبات مربوط به موازنه‌هاي جرم و انرژي به عنوان مقدمه‌اي بر شروع کار، توسط نرمافزار ۲۰۰۶ ASPENPLUS‎ صورت گرفت. اين دستگاه از هيدروژن يا ترکيبي از هيدروژن و گازهاي همراه (H2S, N2, O2, CO2, CO, CH4‎) به عنوان سوخت (در سمت آند) و از اکسيژن/هوا به عنوان اکسيدکننده (در سمت کاتد) استفاده مي‌کند. تأمين گاز توسط کپسول‌هاي گازي فشار قوي يا خط تزريق هيدروژن به همراه رگلاتور مربوطه صورت مي‌گيرد. بيشينه شدت جريان‌هاي حجمي در نظر گرفته شده براي سوخت ۲۵۰ NL/min‎ ، اکسيژن ۲۵۰ NL/min‎ و هوا ۷۵۰ NL/min‎ بوده است. کنترل شدت جريان‌هاي حجمي توسط ‎9‎ عدد کنترلر شدت جريان جرمي صورت مي‌گيرد. دستگاه مجهز به دو عدد مرطوب‌ساز است که هر يک داراي سامانه گرمايي مخصوص به خود هستند. ظرف‌هاي اصلي اختلاط گاز و بخار آب و انجام مرطوب‌سازي، از نوع حبابي انتخاب شده و هر يک با آکنه‌هاي سراميکي از نوع زين اسبي پر شدند. بدين شکل، امکان مرطوب‌سازي گازهاي خوراک به صورت مستقل و در دما و فشار عملياتي دستگاه به وجود آمد. ميزان رطوبت نسبي گازها، توسط دو عدد حسگر رطوبت الکترونيکي، پيش از ورود به مجموعه پيل سوختي، قرائت ميشود. مسيرهاي گاز مجهز به شيرهاي برقي هستند که در آغاز آزمايش، امکان ورود گازهاي خوراک را با فرمانگيري از نرم‌افزار مهيا مي‌سازند. کنترل دم ا در هشت نقطه شامل گاز ورودي، گرم کن مرطوب‌ساز، گرمکن لوله‌هاي انتقال گاز و صفحه‌هاي انتهايي مجموعه پيل سوختي به ترتيب براي مسير سوخت و مسير اکسيدکننده صورت ميپذيرد. قرائت فشار در نقاط مختلف ورود و خروج گازها با نمايشگرهاي عقرب‌هاي صورت گرفته و پايش فشار، توسط دو عدد کنترل‌کننده فشار بالادست الکترونيکي انجام مي‌شود. کليه ابزارهاي نشان‌دهنده وضعيت کاري شامل نمايشگرهاي دما، فشار، شدت جريان‌هاي حجمي و رطوبت روي تابلوي عمليات و کنترل، در جلوي دستگاه نصب شدند. تمامي مخازن، لوله‌ها و اتصالات از جنس فولاد زنگ نزن نوع SS 316‎ انتخاب شدند. اين دستگاه قادر است پيل‌هاي سوختي نوع متانولي را نيز تا ظرفيت يک کيلووات مورد آزمون قرار دهد و مسيرهاي مستقل فرآيندي در اين زمينه پيش‌بيني شده‌اند. تغيير حالت عملياتي از پيل سوختي پليمري به متانولي با يک شير سوزني نصب شده روي مسير خوراک بخش آند، صورت مي‌گيرد. دستگاه انتخاب شده براي انجام آزمون‌هاي پيشرفته الکتروشيميايي از جمله بهترين انواع موجود در سطح بين‌المللي به شمار مي‌آيد. آزمون‌هاي متنوع مرتبط با ارزيابي کارايي پيل‌هاي سوختي مانند نمودار I-V‎ و AC impedance‎ ، نمودار Cole-Cole‎ و آزمون قطع جريان توسط اين دستگاه قابل انجام هستند. تمامي عمليات دستگاه توسط نرم‌افزار منحصر به فرد طراحي و نوشته شده در سازمان پژوهش هاي علمي و صنعتي ايران، قابل پايش و نمايش هستند.