Numerical Investigation on Water Transport in Polymer Electrolyte Fuel Cells in Different Flow Field Configurations
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
Water management in a membrane electrode assembly (MEA) is one of the crucial problems which prevents a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) from a wide-scale commercialization due to its consequent effect on cell durability and degradation. One of the main components of PEFC which directly deals with the water management problems is the reactants gas flow channel (GFC). A well designed GFC must provide a uniform distribution of water concentration which reduces flooding in catalyst layer and gas diffusion layer as well as drying of the membrane. This work highlights the water transport inside the PEFC, including membrane water content and water saturation of three different commercial flow fields, namely single channel serpentine, three channel parallel in series and z-type parallel by using finite volume method via ANSYS FLUENT software. The results indicated that, for a small-scale PEFC, the single channel serpentine was the best flow field among the studied flow fields with the recommended operating voltage of 0.6.
Article Details
นโยบายการรับบทความ
กองบรรณาธิการวารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น มีความยินดีรับบทความจากอาจารย์ประจำ และผู้ทรงคุณวุฒิในสาขาวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี ที่เขียนเป็นภาษาไทยหรือภาษาอังกฤษ ซึ่งผลงานวิชาการที่ส่งมาขอตีพิมพ์ต้องไม่เคยเผยแพร่ในสิ่งพิมพ์อื่นใดมาก่อน และต้องไม่อยู่ในระหว่างการพิจารณาของวารสารอื่นที่นำส่ง ดังนั้นผู้สนใจที่จะร่วมเผยแพร่ผลงานและความรู้ที่ศึกษามาสามารถนำส่งบทความได้ที่กองบรรณาธิการเพื่อเสนอต่อคณะกรรมการกลั่นกรองบทความพิจารณาจัดพิมพ์ในวารสารต่อไป ทั้งนี้บทความที่สามารถเผยแพร่ได้ประกอบด้วยบทความวิจัย ผู้สนใจสามารถศึกษาและจัดเตรียมบทความจากคำแนะนำสำหรับผู้เขียนบทความ
การละเมิดลิขสิทธิ์ถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ส่งบทความโดยตรง บทความที่ได้รับการตีพิมพ์ต้องผ่านการพิจารณากลั่นกรองคุณภาพจากผู้ทรงคุณวุฒิและได้รับความเห็นชอบจากกองบรรณาธิการ
ข้อความที่ปรากฏภายในบทความของแต่ละบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการเล่มนี้ เป็น ความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่าน ไม่เกี่ยวข้องกับสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น และคณาจารย์ท่านอื่น ๆ ในสถาบัน แต่อย่างใด ความรับผิดชอบด้านเนื้อหาและการตรวจร่างบทความแต่ละบทความเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใด ๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะต้องรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
กองบรรณาธิการขอสงวนสิทธิ์มิให้นำเนื้อหา ทัศนะ หรือข้อคิดเห็นใด ๆ ของบทความในวารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น ไปเผยแพร่ก่อนได้รับอนุญาตจากผู้นิพนธ์ อย่างเป็นลายลักษณ์อักษร ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น
ผู้ประสงค์จะส่งบทความเพื่อตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ สถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น สามารถส่ง Online ที่ https://www.tci-thaijo.org/index.php/TNIJournal/ โปรดสมัครสมาชิก (Register) โดยกรอกรายละเอียดให้ครบถ้วนหากต้องการสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมที่
- กองบรรณาธิการ วารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น
- ฝ่ายวิจัยและนวัตกรรม สถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น
เลขที่ 1771/1 สถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น ซอยพัฒนาการ 37-39 ถนนพัฒนาการ แขวงสวนหลวง เขตสวนหลวง กรุงเทพมหานคร 10250 ติดต่อกับคุณพิมพ์รต พิพัฒนกุล (02) 763-2752 , คุณจุฑามาศ ประสพสันติ์ (02) 763-2600 Ext. 2402 Fax. (02) 763-2754 หรือ E-mail: JEDT@tni.ac.th
References
E. Birgersson and M. Vynnycky, “A quantitative study of the effect of flow-distributor geometry in the cathode of a PEM fuel cell,” Journal of Power Sources, vol. 153, no. 1, pp. 76–88, Jan. 2006.
A. Kumar and R. G. Reddy, “Effect of gas flow-field design in the bipolar/end plates on the steady and transient state performance of polymer electrolyte membrane fuel cells,” Journal of Power Sources, vol. 155, no. 2, pp. 264–271, Apr. 2006.
Y. Ferng and A. Su, “A three-dimensional full-cell CFD model used to investigate the effects of different flow channel designs on PEMFC performance,” International Journal of Hydrogen Energy, vol. 32, no. 17, pp. 4466–4476, Dec. 2007.
ANSYS, ANSYS FLUENT Fuel Cell Modules Manual. USA: ANSYS, 2011.
P. Charoen-amornkitt and N. Limjeerajarus, “Numerical study on the effect of flow field configurations on PEFC performance,” in Proc. JCREN’14, 2014.
T. E. Springer, T. A. Zawodzinski, and S. Gottesfeld, “Polymer electrolyte fuel cell model,” Journal of the Electrochemical Society, vol. 138, no. 8, pp. 2334–2342, Aug. 1991.
X. Wang and T. V. Nguyen, “An experimental study of the liquid water saturation level in the cathode gas diffusion layer of a PEM fuel cell,” Journal of Power Sources, vol. 197, pp. 50 – 56, Jan. 2012.
W. Liu and D. Zuckerbrod, “In Situ Detection of Hydrogen Peroxide in PEM Fuel Cells,” Journal of the Electrochemical Society, vol. 152, no. 6, 2005.