Moddlisation des transferts thermiques dans un cellule de pille i combustible a membrane 6changeuse de protons
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Date
2019
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Abstract
Le travail qui a fait objet de ce mémoire concerne la modélisation numérique
bidimensionnelle des transferts thermiques dans une cellule de pile à combustible à
membrane échangeuse de protons, afin de présenter la distributrice de la température dans les
différents composants de la cellule. Dans ce but nous avons utilisés l’équation d’énergie pour
décrire les phénomènes de transfert de chaleur. Nous avons choisies la méthode des
déférences finies la discrétisation de cette équation et le système d’équations obtenu a été
résolu par la méthode itérative de Gauss Seidel.
Les résultats de simulation nous ont permis d’évaluer l’influence de certains
paramètres, comme la densité de courant, l’humidité relative et la conductivité thermique des
diffuseurs, sur la répartition de la température dans le cœur de la pile.
En premier lieu nous avons constatés que la température n’est pas uniforme dans
l’épaisseur de la cellule est qu’un écart de quelque degré peut exister, En effet les valeurs
maximales de température sont localisées dans la membrane et sont dues aux surtensions
ohmiques causées par le passage des protons à travers la membrane. L’interface membranediffuseur
anodique
est
légèrement
plus
chaude
que
l’interface
membrane-diffuseur
anodique.
D’autre part, les résultats de simulation montrent que l’élévation de la température est
influencée par la densité de courant et de l’humidité relative de la membrane. Des fortes
densités de courant peuvent produire un gradient de température non négligeable dans
l’AME. Mais les membranes bien hydratées étant moins résistantes au passage de protons
cela diminue les sources de chaleur due à l’effet Joule et par conséquence la température
diminue.
Enfin, une meilleure connaissance des conductivités thermiques des diffuseurs est
nécessaire pour prédire l’élévation de la température dans l’AME.