对称双阴极固体氧化物燃料电池阴极流道影响的数值模拟

作者：许竞翔1 2 唐磊1 3 杨钧3 谷宇晨3 4 李玉清1 官万兵3

单位：1.上海海洋大学工程学院2.上海海洋可再生能源工程技术研究中心3.中国科学院宁波材料技术与工程研究所4.同济大学航空航天与力学学院

关键词：阴极流道 对称双阴极固体氧化物燃料电池 数值模拟 结构优化

分类号：

出版年,卷(期):页码：2021,49(9):1907-1915

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20210027

摘要：

基于热-电-力-化学多物理场耦合理论,针对对称双阴极固体氧化物燃料电池建立了一个三维数值模型,设计出一种具有强化传质能力的Ⅰ型流道,并与传统Z型阴极流道电池中流道的气体流动速率、氧气摩尔分数、压损、温度、应力分布以及电化学性能进行了对比研究。结果表明:在0.6 V工作电压下结构优化后的阴极Ⅰ型流道与传统Z型流道相比,传统Z型的氧气浓度分布差约为58.6%,优化Ⅰ型流道的氧气浓度分布差约为38%,氧气分布更加均匀,优化Ⅰ型流道相较于传统Z型流道压降损失减少约36%,随着工作电压的减少,电池的浓差极化损失越小,能够有效提升电池性能。

基金项目：

上海市科委“浦江人才”项目(18PJ1404200)；上海市自然科学基金(20ZR1424000)；上海海洋大学校专项基金(A2-0203-00-100231)；国家自然科学基金(U20A20251)；浙江省重点研发计划(2021C01101)；上海市科学技术委员会资助项目(19DZ2254800)；

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参考文献：

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