基于电-化-热耦合关系NH3-SOFC数值模拟 |
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引用本文: | 胡书球,于洁,王彬,乔翠,吕国强,李绍元,马文会.基于电-化-热耦合关系NH3-SOFC数值模拟[J].化学工程,2023(3):66-71. |
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作者姓名: | 胡书球 于洁 王彬 乔翠 吕国强 李绍元 马文会 |
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作者单位: | 1. 昆明理工大学冶金与能源工程学院;2. 昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室;3. 普洱学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(51764028); |
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摘 要: | 为探究高温工作状态下的电池内部运行情况,对固体氧化物燃料电池(SOFC)电化学性能及传热传质分布情况进行有效分析,利用COMSOL Multiphysics软件,结合电池内气体扩散、浓物质传递、热量传递和电极中二次电流密度构建多物理场模型,研究了NH3-SOFC中的传热传质、化学和电化学反应特性。结果表明:燃料为氨气时,提高电池工作温度有利于提高电池输出功率,当1 073.2 K工作温度继续提高时,最大功率和电流密度增长速度降低;NH3-SOFC与H2-SOFC输出性能相近。进一步探究了温度和反应物进气摩尔分数对NH3-SOFC性能影响。发现入口氨气摩尔分数自0.7提升至1时,电池性能得到明显提高;而氧气摩尔分数高于0.2时,其对电池性能影响较小,空气可作为电池阴极气体使用。
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关 键 词: | 直接氨燃料 固体氧化物燃料电池 电化学 数值模拟 |
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