مدلسازی پیل سوختی با غشای تبادل پروتون در (Proton-Exchange Membrane Fuel Cell)

این کد یک مدل ریاضی از سلول سوختی با غشای مبادله کننده پروتون (PEMFC) می باشد. یک سلول یا پیل سوختی یک تجهیز الکتروشیمی می باشد که انرژی شیمیایی سوخت (H2) و یک اکسید کننده (O2) را به جریان الکتریسیته تبدیل می کند. اکسید کننده می تواند اکسیژن خالص یا گاز حاوی اکسیژن مانند هوا باشد. عملکرد یک سلول سوختی (ولتاژ خروجی) به صورت تابعی از پتانسیل ترمودینامیکی، ولتاژ فعال سازی و اضافه ولتاژ اهمی  به همراه تلفات انتقالی در هر کدام می باشد. اضافه ولتاژ  اهمی مربوط به تلفات IR هدایت پروتون از الکترولیت پلیمر جامد و مقاومت های داخلی الکترونی می باشد  در حالیکه ولتاژ فعال سازی مربوط به تلفات ولتاژ مربوط به آند (anode) و کاتد (cathode) می باشد. پتانسیل ترمودینامیکی به وسیله معادله نرنست (Nernst) تعریف می شود. ضرایب پارامتری ولتاژ فعال سازی بر اساس روابط تئوری از اصول جنبشی، ترمودینامیکی و الکتروشیمی می باشد. ضرایب مقاومت داخلی اهمی نیز کاملا تجربی بوده و بر اساس جداول تجربی دما و جریان می باشد. در مدلسازی صورت گرفته شده فرضیات زیر در نظر گرفته شده است:

1. هیدروژن و هوا گاز ایده آل در نظر گرفته شده است.
2. آب سیال تراکم ناپذیر در نظر گرفته شده است
3. فاز سیال و گاز از هم مجزا می باشد.