甲烷固体氧化物燃料电池的多物理场耦合积碳模型
肖瑶
刘志军
魏炜
许晓飞
刘凤霞
大连理工大学化工学院流体与粉体工程研究设计所,辽宁大连 116024
摘要：烃类燃料的直接使用造成固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极积碳并导致性能下降的严峻问题,开展积碳原因分析并采取减少积碳形成的措施是加快固体氧化物燃料电池商业化的重要课题.提出三维瞬态多物理场耦合积碳模型,通过仿真模型计算,研究不同条件、不同参数对固体氧化物燃料电池性能的影响,以评估电池的长期性能.在电池工作电压和积碳速率方面,计算结果与已有试验结果吻合较好.结果表明,随着积碳含量增加,阳极电极材料的孔隙率将减小,催化剂活性降低.当预重整程度降低、入口速度增加、操作温度增加、工作电压下降和燃料中氢气比例增大,积碳量均呈上升趋势.通常来说,积碳的增加会造成电池性能下降,如预重整程度的降低及入口速度的增加符合这一趋势.操作温度增加、工作电压下降和燃料中氢气比例增加虽然也会造成积碳量增加、电性能衰减严重,但电池性能呈上升趋势.研究表明,这一现象与甲烷裂解反应关系密切.
关键词：固体氧化物燃料电池积碳孔隙率数值模拟
分类号：TK16(热能、热力工程)
论文发表日期：2024-05-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 144-154 )
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