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; 唐磊; 杨钧^*; 谷宇晨; 李玉清; 官万兵

来源：硅酸盐学报, 2021, 49(09): 1907-1915.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20210027

• 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

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。

• 单位
  同济大学; 中国科学院宁波材料技术与工程研究所; 上海海洋大学