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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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