基于格子Boltzmann方法的燃料电池阳极气体与离子传输分布研究

基于格子Boltzmann方法的燃料电池阳极气体与离子传输分布研究

论文摘要

格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)适用于模拟研究固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)复杂多孔阳极内电化学反应过程中微观粒子的传输活动。利用X射线纳米CT成像技术获得SOFC阳极样品在运行2 h和20 h后的三维结构,并在原有研究基础上,利用LBM方法模拟研究增加离子传输对阳极电化学反应的影响,获得阳极内氢气、水的浓度分布和氧离子电流密度分布。结果表明:电池运行20 h后,阳极微结构发生明显变化,有效三相界面长度减少,模拟反应过程中氢气消耗减少,氧离子消耗减少,SOFC的效率降低。通过研究SOFC阳极电化学反应过程中微结构变化、气体与电流密度分布,可以为阳极结构优化提供参考。

论文目录

  • 1 模拟方法
  • 2 结果与讨论
  • 3 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 于德海,魏文彬,刘健宏,关勇

    关键词: 射线成像,阳极,格子玻尔兹曼方法,电流密度

    来源: 核技术 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

    专业: 无机化工,电力工业

    单位: 中国科学技术大学国家同步辐射实验室

    基金: 国家自然科学基金(No.11475175,No.11405175,No.11275204,No.11775224),国家重点研发计划(No.2017YFA0402904,No.2016YFA0400902)资助~~

    分类号: TM911.4

    页码: 11-16

    总页数: 6

    文件大小: 685K

    下载量: 102

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