Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การออกแบบหน่วยทดสอบเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแผ่นแลกเปลี่ยนโปรตอน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Design of proton exchange membrane fuel cell test station

Year (A.D.)

2002

Document Type

Thesis

First Advisor

เก็จวลี พฤกษาทร

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.2002.925

Abstract

เซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแผ่นแลกเปลี่ยนโปรตอนได้รับความสนใจอย่างมากสำหรับเป็นหน่วยผลิตพลังงานปฐมภูมิ ข้อดีของเซลล์เชื้อเพลิงคือให้ประสิทธิภาพสูงในการแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าและเป็นกระบวนการที่สะอาดเมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการผลิตไฟฟ้าแบบเดิม งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายในการออกแบบหน่วยทดสอบเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อศึกษาผลของตัวแปรที่มีต่อการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแผ่นแลกเปลี่ยนโปรตอน ผลการทดลองพบว่าอัตราการไหลของแก๊ส อุณหภูมิ องค์ประกอบของสารออกซิไดส์ ความชื้น และความดัน มีผลต่อการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงโดยส่งผลต่อการเกิดโพลาไรเซชันทางเคมีเนื่องจากความต้านทานและความเข้มข้น ทั้งนี้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสมดุลของน้ำภายในเซลล์เชื้อเพลิง ประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงจะลดลงเมื่ออัตราการไหลของแก๊สและอุณหภูมิการทำงานเพิ่มขึ้น สมรรถนะของเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ออกซิเจนเป็นสารออกซิไดส์จะดีกว่าที่ใช้อากาศเป็นสารออกซิไดส์ ในส่วนของความดันมีผลต่อสมดุลของน้ำภายในเซลล์เชื้อเพลิงซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของเซลล์เชื้อเพลิง สำหรับหน่วยทดสอบเซลล์เชื้อเพลิงที่มีการปรับปรุงส่วนเชื่อมต่อระหว่างระบบให้ความชื้นและเซลล์เชื้อเพลิงแล้วนั้น พบว่าประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์จะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น โดยอุณหภูมิในระบบให้ความชื้นควรเท่ากับหรือมากกว่าอุณหภูมิการทำงานของเซลล์เล็กน้อย จากการทดลองพบว่าอุณหภูมิการทำงานของเซลล์ที่ 70 องศาเซลเซียสจะให้ประสิทธิภาพการทำงานสูงที่สุด และสูงกว่ากรณีที่ก่อนการปรับปรุงหน่วยทดสอบเซลล์เชื้อเพลิง

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) have attracted enormous interest as a primary power source. The advantage of using fuel cells includes their cleanness and high energy efficiency compared with cornbustion engines. In this research, the fuel cell test station was set up to study the parametric effects on the performance of proton exchange membrane fuel cell. The results showed that gas flow rate, cell temperature, composition of oxidant, humidity, and pressure have effects on the activation, resistance, and concentration polarizations due to the water equilibrium in the cell. the efficiency of fuel cell decreased when gas flow rate and temperature increased. The performance of fuel cell when using oxygen to be oxidant was better than air. The pressure in the fuel cell had an effect on the equilibrium of water in the cell. After that, the test station was modified the part of the connection between humidifier and fuel cell. The humidifier temperature should be operated equally or slightly higher than the cell temperature. The results showed that the fuel cell operated at 70ํC was the most efficient condition compared with the unmodified test station.

Link to Full Text

Share

COinS