应用机械工程学报

抽象的

阳极支撑管式固体氧化物燃料电池的数值模拟

M Fatih KAYA、Nesrin DEMIR、Gamze GENÇ 和 Hüseyin YAPICI

固体氧化物燃料电池(SOFC) 的数值模型是理解和研究
设计和操作参数对 SOFC 性能和 SOFC 开发工作的影响的重要工具。本研究对清洁高效的能源生产系统之一单管阳极支撑 SOFC 进行了数值建模。根据不可压缩 Navier-Stokes、Knudsen 扩散模型、Butler-Volmer 动力学方程和 Brinkman 方程给出了单管 SOFC 的数学模型。对于二维轴对称几何，操作条件、燃料电池参数和控制方程通过有限元方法软件ComsolMultiphysics求解。阳极使用纯 H2 89% 和 H2O 11%，阴极侧使用空气作为反应气体。研究了温度、压力、孔隙率、渗透性，尤其是集电器到电池反应气体入口的距离。确定了该模型的最佳电池参数，并解释了影响电池性能的原因。