平板式固体氧化物燃料电池连接体的设计与优化
固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种新型的能量转换装置,具有高效清洁、燃料灵活、结构简单等诸多优势,被认为是21世纪最有应用前景的新能源技术之一。连接体作为SOFC的重要组成部件,除了可以连接相邻单电池的阳极和阴极,起到集流作用外,还可为反应物和生成物提供通道,避免燃料气与氧化气的直接接触。
其结构设计的合理性直接关系到电池的输出性能和长期稳定性。由于SOFC工作在高温、封闭的环境中,单靠实验研究成本太高、实施困难。
相对而言,基于有限元法的数值仿真则比较经济、容易实施。因此,本文基于有限元法建立了平板式SOFC二维及三维模型,并以提高SOFC性能为目标对电池的连接体进行合理的优化与设计。
具体研究内容如下:1.为了探究电池设计对电堆性能的影响,本文分别从气体浓度分布、电极电势分布以及温度分布等方面,对阳极支撑SOFC和阴极支撑SOFC进行了对比分析。经计算发现,阴极支撑SOFC电堆7033 A m-2的平均电流密度相对于阳极支撑SOFC电堆5580 A m-2的平均电流密度高出了近二十个百分点。
而且在最优rib情况下,对于任意的接触电阻 ...