تحليل أداء خلايا وقود حمض الفوسفوريك بالاعتماد على المحاكاة: سلوك الاستقطاب، كثافة القدرة، والحساسية لظروف التشغيل

الملخص

الملخص تقدم هذه الدراسة نمذجةً وتحليلاً شاملاً لأداء خلايا وقود حمض الفوسفوريك (PAFC) عبر منهجية محاكاة هجينة متطورة، تجمع بين برنامج Aspen Plus لمحاكاة الديناميكا الحرارية، وبرنامج EES لتحليل الحركية الكهروكيميائية. هدفت الدراسة إلى توليد منحنيات الاستقطاب وكثافة القدرة، مع إجراء تحليل كمي دقيق لخسائر الجهد بمختلف أنواعها (التنشيطية، الأومية، والتركيزية). علاوة على ذلك، تم استقصاء تأثير متغيرات ضغط التشغيل ودرجة الحرارة على إنتاج القدرة الكهربائية الصافية. وأظهرت النتائج تطابقاً ممتازاً مع البيانات المرجعية المعتمدة، مما يؤكد أن التشغيل عند ضغوط ودرجات حرارة مرتفعة —في حدود ما تسمح به المواد— يعزز من حركية التفاعل الكيميائي ويقلل الخسائر الأومية، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى تحسين كفاءة الخلية ورفع ذروة قدرتها المتولدة. يمثل هذا النموذج إطاراً تنبؤياً رصيناً لتقييم أداء خلايا PAFC وتمهيداً لدمجها مستقبلاً مع أنظمة استرجاع الحرارة المفقودة.