Vpliv prostorsko spreminjajočih materialnih lastnosti plasti za difuzijo plinov na učinkovitost delovanja gorivnih celicArlič, Jakob (Avtor) Kravos, Andraž (Mentor) Katrašnik, Tomaž (Komentor) gorivne celiceprotonsko izmenjevalna membranadifuzija plinovnumerična analizamaterialne lastnostidinamika kapljevite vodeProstorsko in časovno razločeno modeliranje nizkotemperaturnih gorivnih celic s protonsko izmenjevalno membrano je pomembno za optimizacijo učinkovitosti posameznih komponent, zagotavljanje njihove trajnosti, upravljanje z vsebnostjo in dinamiko kapljevite vode ter preprečevanje pregrevanja, kar povečuje učinkovitost in zanesljivost sistemov, v katere so implementirane. V sklopu zaključne naloge je analiziran podani 1D+1D fizikalno-kemijsko konsistenten model zmogljivosti gorivne celice. Na podlagi pridobljenega znanja je predlagan ustrezen numerični pristop in izvedena inovativna nadgradnja, ki uvaja dodatno segmentacijo plasti za difuzijo plinov v smeri prečno na kanale za dovod reaktantov in odvod produktov. Tako razviti model je sklopljen z obstoječim modelom zmogljivosti gorivne celice ter razširjen s poljubno spremenljivimi profili materialnih lastnosti omenjenih segmentacijskih plasti, s poudarkom na poroznosti, zavitosti in kotu omočenja. To izvedemo z razširitvijo prostorske diskretizacije in pripadajočega linearnega sistema, z generiranjem linearnih, eksponentnih in logaritmičnih profilov med robnima vrednostma ter z izračunom efektivnih difuzijskih koeficientov po segmentih. Prednost pristopa je večja prostorska ločljivost znotraj GDL ob ohranjeni konzervativnosti metode končnih volumnov in primerljivi računski zahtevnosti glede na izvirni 1D+1D model. Rezultati kažejo izrazitejše spremembe koncentracij plinskih reaktantov pri profilih poroznosti, medtem ko profili kota omočenja pomembneje vplivajo na porazdelitev vsebnosti kapljevite vode.20252025-09-13 08:31:27Diplomsko delo/naloga173154UDK: 621.352.6:533.15:539.3(043.2)VisID: 276327COBISS_ID: 261801731sl