板式固体氧化物燃料电池电化学性能数值模拟研究

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 固体氧化物燃料电池概述

1.2.1 燃料电池

1.2.2 SOFC的基本原理

1.2.3 SOFC的分类及结构

1.2.4 SOFC的关键组成材料

1.3 SOFC的研究现状

1.4 论文研究目的和内容

2 SOFC计算模型和数值基础

2.1 引言

2.2 电压与极化

2.2.1 电压概述

2.2.2 极化概述

2.3 SOFC建模基础

2.3.1 模型假设

2.3.2 几何模型与网格划分

2.3.3 控制方程

2.3.4 各物理过程间的耦合关系

2.3.5 边界条件及初始参数设置

2.4 求解工具及设置

2.4.1 COMSOL简介

2.4.2 求解设置

2.5 本章小结

3 SOFC中重要物理参数分布规律研究

3.1 引言

3.2 模型验证

3.2.1 网格无关性验证

3.2.2 计算模型验证

3.3 初始工况的设置

3.4 结果与分析

3.4.1 压力分布

3.4.2 速度分布

3.4.3 温度分布

3.4.4 组分分布

3.4.5 电流密度分布

3.4.6 极化分布

3.5 本章小结

4 操作参数及微结构参数对SOFC性能影响

4.1 引言

4.2 参数设置

4.3 结果与分析

4.3.1 操作温度对SOFC性能的影响

4.3.2 燃料气进气速率对SOFC性能的影响

4.3.3 空气进气速率对SOFC性能的影响

4.3.4 反应气体流向对SOFC性能的影响

4.3.5 孔隙率对SOFC性能的影响

4.3.6 曲折度对SOFC性能的影响

4.4 本章小结

5 甲烷内重整SOFC数值模拟

5.1 引言

5.2 甲烷重整反应动力学模型

5.2.1 基本假设

5.2.2 电极反应

5.2.3 甲烷重整反应动力学

5.3 初始条件设置以及模型验证

5.3.1 初始运行条件

5.3.2 模型验证

5.4.2 电流密度分布

5.4.3 温度分布

5.4.4 燃料进气速率对内重整SOFC性能的影响

5.4.5 CH4浓度对内重整SOFC性能的影响

5.4.6 水碳比对内重整SOFC性能的影响

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简历、在学期间的学术论文与研究成果

致谢