Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/21056
| Title: | ผลของอุปกรณ์เพิ่มความชื้นต่อสมรรถนะของระบบเซลล์เชื้อเพลิงแบบ PEM |
| Other Titles: | Effect of external humidifier on the performance of PEMFC power module |
| Authors: | โสฬส สมยศ |
| Advisors: | อังคีร์ ศรีภคากร |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | ไม่มีข้อมูล |
| Subjects: | เซลล์เชื้อเพลิง เซลล์เชื้อเพลิงชนิดเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน ความชื้น -- การควบคุม |
| Issue Date: | 2553 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | เสนอผลการศึกษาการทำงาน อุปกรณ์เพิ่มความชื้น การทำงานของระบบเซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนแบบโมดูล (PEM Fuel cell power module) ในกรณีที่ใช้และไม่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้นแบบเมมเบรน (Membrane humidifier) เพื่อระบุผลของอุปกรณ์เพิ่มความชื้นต่อสมรรถนะของระบบเซลล์เชื้อเพลิง การทดสอบทั้งหมดกระทำภายในห้องควบคุมอากาศที่สามารถกำหนดระดับอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ภายในห้องทดสอบได้ การทดสอบกระทำภายใต้สภาวะอากาศที่มีอุณหภูมิ 25, 30 และ 35°C มีปริมาณน้ำในอากาศเป็น 0.012, 0.014 และ 0.016 g/g ในแต่ละสภาวะของระดับความชื้นอากาศป้อนทำการทดสอบดึงภาระทางไฟฟ้าจากระบบเซลล์เชื้อเพลิงตั้งแต่ 100 ไปจนถึง 800 วัตต์ ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า อุปกรณ์เพิ่มความชื้นเป็นอุปกรณ์ที่สามารถเพิ่มได้ทั้งอุณหภูมิและน้ำให้แก่อากาศป้อน ผลการเปรียบเทียบการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงของกรณีที่ใช้และไม่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้น พบว่า การบริโภคไฮโดรเจนที่อุณหภูมิอากาศเป็น 25°C มีค่าใกล้เคียงกัน แต่เมื่ออากาศมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 30 และ 35°C กรณีที่ไม่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้นจะมีค่าการบริโภคไฮโดรเจนสูงกว่ากรณีที่ใช้ถึง 10% และ 15% ตามลำดับ ผลการเปรียบเทียบสมรรถนะของเซลล์เชื้อเพลิง พบว่า ที่อุณหภูมิอากาศ 25°C สมรรถนะของกรณีที่ไม่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้นจะสูงกว่ากรณีที่ใช้ แต่เมื่อทดสอบที่อุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นสมรรถนะ ของกรณีที่ไม่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้นจะลดลงอย่างรวดเร็วจนที่อุณหภูมิอากาศเป็น 35°C เซลล์เชื้อเพลิงไม่สามารถทำงานได้ที่ภาระสูงเนื่องจากค่าแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แถวต่ำกว่าที่ระบบกำหนด ในส่วนของการบริโภคกำลังไฟฟ้าของอุปกรณ์เสริม พบว่า กรณีที่ไม่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้นสามารถลดการบริโภคกำลังไฟฟ้าของอุปกรณ์เสริมของระบบได้ โดยที่อุณหภูมิอากาศเป็น 25°C การบริโภคกำลังไฟฟ้าของอุปกรณ์เสริมของกรณีที่ไม่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้นต่ำกว่ากรณีที่ใช้ถึง 6.7% และในการพิจารณาสมรรถนะของทั้งระบบ พบว่า มีเพียงกรณีที่อากาศอุณหภูมิ 25°C เท่านั้นที่ระบบเซลล์เชื้อเพลิงที่ไม่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้นมีประสิทธิภาพสูงกว่ากรณีที่ใช้ นอกเหนือจากอุณหภูมิดังกล่าวประสิทธิภาพของกรณีที่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้น จะมีค่าสูงกว่าทั้งหมดและมีค่าสูงสุด 54.5% ที่อุณหภูมิอากาศ 35°C ในผลการทดสอบของงานวิจัยชิ้นนี้ ระบบที่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้นจะมีสมรรถนะที่ดีกว่าและเสถียรภาพสูงกว่าระบบที่ไม่ใช้อุปกรณ์เพิ่มความชื้น |
| Other Abstract: | The present work investigates the performance of a membrane humidifier (MHX) and PEM fuel cell power module in the case where the MHX is installed and removed. The tests are performed within a climate-controlled room in which the temperature and relative humidity levels can be regulated. Test conditions are 25, 30 and 35°C constant temperature and moisture content 0.012, 0.014 and 0.016 g/gdry air. At each condition, the fuel cell module is controlled to supply electrical load from 100 to 800 W. The results show that MHX increases both the temperature and the moisture content of the inlet air. Hydrogen consumption of both cases is the same at ambient temperature of 25°C. When the ambient temperature is raised, hydrogen consumption of the case that works without MHX is higher than PEM that works with MHX. At 30°C and 35°C of ambient, the maximum differences in hydrogen consumption are 10% and 15% respectively. A Polarization curve shown that PEM with MHX performed better than PEM without MHX at all ambient conditions except at ambient temperature 25°C that PEM without MHX perform slightly better than PEM with MHX, but when air temperature is 30 and 35°C PEM without MHX performance decreases rapidly and system cannot perform at high load when ambient temperature is 35°C. For auxiliary consumption, once the MHX is removed, auxiliary consumption decreases. At ambient temperature of 25°C, the difference of auxiliary consumption between both cases is 6.7%. Finally, in terms of the performance of overall system, only at ambient temperature of 25°C that without MHX performs better than PEM with MHX. When the air temperature is increased, the performance of the system with MHX is better than the system without MHX for all ambient conditions. The maximum system efficiency is 54.5% at ambient temperature of 35°C. For this research, PEM with MHX has better performance and stability than PEM without MHX. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2553 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมเครื่องกล |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/21056 |
| URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2010.435 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2010.435 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| sorot_so.pdf | 2.19 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.