瓦楞式固体氧化物燃料电池的结构优化

作者：靳遵龙; 杨磊; 霍东方; 刘杨; 樊晟两

来源：郑州大学学报(工学版), 2023, 44(04): 35-53.

DOI：10.13705/j.issn.1671-6833.2023.01.008

• 瓦楞式SOFC
• 肋宽
• 阴极厚度
• 性能
• 活化极化

建立了瓦楞式固体氧化物燃料电池(SOFC)三维模型，并基于有限元方法对其进行了模拟计算。针对多孔电极内反应物分布不均、SOFC输出性能受限这一问题，以改善多孔电极内物质的传输和提升电池的输出功率为目标，考察了肋宽和阴极厚度对瓦楞式SOFC气体摩尔分数分布、温度分布、性能曲线以及极化损失的影响。结果表明：肋宽与阴极厚度的比值λ对SOFC多孔电极内气体的质量传输，以及电池的输出性能均有着重要影响：较小的肋宽有利于反应物在多孔电极内充分扩散，可以改善气体分布的均匀性、降低电池的浓差极化、提升电池输出性能；阴极厚度的增加则会使SOFC温度升高，从而使活化极化降低，电池的性能得到优化。考虑肋宽和阴极厚度对SOFC性能的协同影响可知，采用较小的λ值，可以改善电极内气体分布的均匀性，使电池的总极化损失减小，输出性能也因此得到提升。λ从10.00减小到3.33时，电池的最大平均功率密度提升了53.68%。

• 单位
  郑州大学