阳极燃料流速对SOFC性能影响的研究

摘要

燃料在SOFC作还原气体反应时,面临部分反应尾气不能被充分利用而导致其经济性较低的问题,而燃料进气流速与其有着直接的关联。通过建立电-化-热多物理场耦合的SOFC三维模型,研究了阳极燃料流速对SOFC输出性能、组分传递、温度分布的影响规律。结果显示,在给定流速范围内,随燃料流速的增大,电池的功率密度呈上升趋势;沿电池长度方向,阳极电极层的H_(2)浓度梯度随流速增加而减小,由此阳极-电解质界面的电流密度愈加均匀;电池X-Y截面的温度梯度随流速增加而升高,在进气顺流时,较低流速下(v=0.8 m/s)沿电池长度方向的最高温度出现在电池中部位置,其它流速下出现在出气口附近,而进气逆流时最高温度均在电池中部位置,且随流速的增加,最高温度处距离出气口越近。