Simulation of Performance of a Direct Mixed Alcohol Fuel Cell

การสร้างแบบจำลองพฤติกรรมของเซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลกอฮอล์ผสมโดยตรง

Name: Watcharaporn Sangarun

Name: วัชราภรณ์ แสงอรุณ

keyword: Direct Alcohol Fuel Cell

; Direct Mixed Alcohol Fuel Cell (Methanol/Ethanol)

Abstract: Most of all direct alcohol fuel cell models have been developed for handling only pure fuel, either methanol or ethanol. These models cannot be employed to describe the behavior of the cell fed with mixed alcohol (methanol/ethanol) solution. The model becomes more complicated when one has to consider the oxidation of various liquid fuels. In this study, the model of direct mixed alcohol fuel cell was developed a using rate expression derived from the multistep heterogeneous reaction mechanism including adsorption of intermediate species and dual site surface electrochemical reaction. The model was therefore constructed using MATLAB software to calculate all polarizations including activation, ohmic and mass transport losses. The simulation results showed that the major loss in direct mixed alcohol fuel cell was due to activation and mass transport resistance. The fast drop of cell performance as ethanol was mixed into the fuel was caused by the competitive adsorption of ethanol on Pt surface with methanol resulting in the reduction of methanol surface coverage. The kinetic parameters estimated from the case of pure alcohol solution can be used to predict the behavior of the cell fed with mixed alcohol. By comparing with the in-house experimental data, a relatively good agreement between the simulated and experimental data was achieved.

Abstract: การพัฒนารูปแบบจำลองเซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลกอฮอล์โดยตรง ในปัจจุบันเป็นรูปแบบจำลอง สำหรับเชื้อเพลิงแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ กล่าวคือเป็นของสารละลายเมธานอล หรือเป็นของสารละลาย เอธานอลเพียงอย่างเดียว แต่ยังไม่มีรูปแบบจำลองที่ใช้อธิบายพฤติกรรมของเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ สารละลายผสมระหว่างเมธานอลกับเอธานอลเป็นเชื้อเพลิง ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงได้พัฒนารูป แบบจำลองสำหรับเชื้อเพลิงแอลกอฮอล์ผสม โดยใช้นิยามจลนพลศาสตร์ที่แสดงถึงขั้นตอนการ เกิดปฏิกิริยาที่พื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาอันได้แก่ การดูดซับและการเกิดปฏิกิริยาที่พื้นผิวแบบด้านว่องไวคู่ โดยใช้โปรแกรม MATLAB ในการสร้างรูปแบบจำลองพฤติกรรมของเซลล์เชื้อเพลิง โดยพิจารณา การสูญเสียค่าความต่างศักย์ของเซลล์เชื้อเพลิงเกิดจาก 3 สาเหตุหลักคือ การสูญเสียอันเนื่องจาก พลังงานกระตุ้น การสูญเสียแบบโอห์มมิก และการสูญเสียอันเนื่องจากการส่งถ่ายมวลสาร ผลลัพธ์ที่ ได้จากรูปแบบจำลองแสดงให้เห็นว่า การสูญเสียหลักเกิดจากพลังงานกระตุ้นและการส่งถ่ายมวลสาร และการลดลงอย่างรวดเร็วของความต่างศักย์ของเซลล์เมื่อมีการผสมเอธานอลเข้าไปในเชื้อเพลิงเมธา นอลเกิดจาการที่เอธานอลเข้าไปแย่งดูดซับบนตัวเร่งแพลตินัม แล้วทำให้เมธานอลที่ครอบครอง พื้นที่ว่องไวมีค่าลดลง จากการเปรียบเทียบผลการคำนวณกับผลการทดลองที่ค่าอัตราส่วนผสมต่างๆ ของแอลกอฮอล์ผสม พบว่า รูปแบบจำลองสามารถทำนายเส้นกราฟโพลาไรเซชั่นของเซลล์เชื้อเพลิง ได้ดีไม่ว่าจะเป็นกรณีที่ใช้เชื้อเพลิงเมธานอลบริสุทธิ์ เอธานอลบริสุทธิ์ หรือสารละลายผสมเมธานอล/ เอธานอล

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Apichai Therdthianwong

Role: Advisor

Created: 2010

Modified: 2554-10-09

Issued: 2554-10-09

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CHE2196

tha

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Chemical Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CHE2196ab.pdf	95.08 KB	26	2024-12-19 12:26:15
2	CHE2196.pdf	779.28 KB	47	2022-01-30 11:31:51

ใช้เวลา

0.036588 วินาที