分会场

燃料电池发动机

摘要

为了研究以预重整甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)的性能以及内部参数的分布规律。本文基于有限元模拟软件COMSOL Multiphysics，采用甲烷在电池内部直接重整的方法，建立了阳极支撑型平板SOFC的数值模型。该模型耦合了电池内部的传热传质、动量传输、电荷传输以及化学反应的控制方程。研究结果表明：操作电压下降会导致电流密度的升高，阳极功能层与电解质界面的电流密度主要受到氧气扩散速率的限制；甲烷的蒸汽重整反应会强烈吸热，有利于降低电池的温度梯度，提高电池寿命；使用甲烷作为燃料时会产生热力学积碳现象，特别是在燃料入口处附近可能会产生由于甲烷热分解而形成的积碳；减低电压，提高电流密度有利于抑制热力学积碳。

关键词

固体氧化物燃料电池；;数值模拟；;甲烷重整；;热力学积碳；

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