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固体氧化物燃料电池数值仿真模型的建立

论文摘要

基于COMSOL Multi-physics 5.3a仿真平台,建立三维模型对固体氧化燃料电池进行数值计算。考虑板式固体氧化物燃料电池单体内部的气体流动、组分质量分数、电化学反应过程,研究不同工况下的气体分布、电流密度和极化情况,分析电池长度、工作温度、进气成分对固体氧化物燃料电池工作性能的影响。研究结果表明:固体氧化物燃料电池入口处气体质量分数较大,电化学反应速率也较快;在高电流密度下,入口氧气的质量分数会显著影响电池性能,而在低电流密度下,氧气质量分数不是影响电池电压的主要因素;当电池工作温度升高时,电池内部很多参数会发生变化。

论文目录

  • 1 固体氧化物燃料电池模型的建立
  •   1.1 研究对象
  •   1.2 模型建立
  •     1.2.1 几何模型
  •     1.2.2 模型假设
  •     1.2.3 SOFC单电池三维模型的建立
  •   1.3 物理场分析
  •     1.3.1 二次电流分布
  •     1.3.2 浓物质传递
  •     1.3.3 自由和多孔介质流动
  • 2 结果讨论
  •   2.1 模型验证
  •   2.2 不同极化电压下电池内部状态
  •   2.3 入口氧气质量分数对电池的影响
  •   2.4 工作温度对电池的影响
  •   2.5 单电池长度对电池性能的影响
  • 3 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 汤水,张茂贵,贾明,刘宇

    关键词: 固体氧化物燃料电池,数值模拟,模型,电流密度,气体分布

    来源: 中南大学学报(自然科学版) 2019年11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: 中南大学冶金与环境学院

    基金: 国家重点研发计划项目(2018YFB0104200),国家自然科学基金资助项目(51774343)~~

    分类号: TM911.4

    页码: 2633-2644

    总页数: 12

    文件大小: 4079K

    下载量: 288

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/bb842ea7453ea9d9362e6ed8.html