一种固体氧化物燃料电池二维有限元模型的建立方法技术

本发明专利技术公开了一种固体氧化物燃料电池二维有限元模型的建立方法，包括以下步骤：S01、模型假设及几何设定；S02、利用COMSOL软件建立模型；S03、模型结果的分析。所述模型中研究了五种具有不同阳极电解质几何界面的固体氧化物燃料电池单元，分别是平面界面、矩形界面、三角形界面、第一椭圆形界面和第二椭圆形界面。本发明专利技术以燃料电池实际运行参数、规律为依托，建立固体氧化物燃料电池二维有限元模型，并进一步研究其内在的物理化学规律，通过数值模拟研究几种不同的几何界面形状并得出具有最佳性能的界面，并尝试分析此类性能提升的规律，探究其原因，这将对固体氧化物燃料电池的制造具有很大的实际意义，并有益于固体氧化物燃料电池性价比的提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池二维有限元模型的建立方法。
技术介绍
固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，即SOFC)是在高温环境下运行的完全固态结构的燃料电池，也是目前公认的五种燃料电池之一。与目前其他的能量产生装置比起来，它具有以下几个显著的优势：(1)SOFC工作温度最高可以达到1000℃，系统本身就拥有很高的能量转换效率。如果再使用热回收技术进行热电联产发电，在此种系统中，它的总效率可以达到70％-80％，是所有发电技术中最高的。(2)SOFC具有很强的燃料灵活度。它可以利用电池内部碳氢化合物的内部重整反应(在SOFC的极高工作温度下进行的一系列复杂化学变化过程)制得氢气和一氧化碳，因而可以把现实生活中较易获得的天然气、煤气、生物质气体等直接作为燃料电池的原料气，而使其原料不仅限于H2的范围。(3)SOFC采用的是全固态的电池组件，因此可以避免由于液体电解质带来的诸如腐蚀、泄露、堵塞反应物传输通道等技术问题，同时也意味着在电池结构设计上具有更强的灵活性。(4)由于SOFC极高的工作温度，它既有很高的输出功率，又无需使用像其他燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体氧化物燃料电池二维有限元模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：S01、模型假设及几何设定；S02、利用COMSOL软件建立模型；S03、模型结果的分析。

【技术特征摘要】
1.一种固体氧化物燃料电池二维有限元模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：S01、模型假设及几何设定；S02、利用COMSOL软件建立模型；S03、模型结果的分析。2.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池二维有限元模型的建立方法，其特征在于，该固体氧化物燃料电池建模的目标区域是一个阳极支撑型固体氧化物燃料电池的重复单元，由LSM/YSZ复合阴极、YSZ陶瓷电解质和Ni/YSZ金属陶瓷阳极组成。3.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池二维有限元模型的建立方法，其特征在于，所述步骤S01中，模型假设及几何设定如下：a、所有参数值不随时间而变化；b、单元中的温度统一为800℃；c、多孔电极是三组分均匀构成的连续体；d、通入阳极的气体组成是体积分数97％的H2+3％的O2，阴极是21％的O2+79％的N2；e、电极中电子电势各处相等；f、标准的Butler-Volmer电化学动力过程成立。4.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池二维有限元模型的建立方法，其特征在于，所述模型中研究了五种具有不同阳极电解质几何界面的固体氧化物燃料电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李箭，蒲健，申景泉，
申请(专利权)人：中博源仪征新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32