วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2553

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