采用綠色能源是能源領(lǐng)域未來發(fā)展的主要趨勢(shì),也是有效緩解當(dāng)下傳統(tǒng)能源短缺及其環(huán)境污染問題的手段之一。氫能不僅來源廣泛,而且是清潔綠色能源,其反應(yīng)后的產(chǎn)物不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,因此以氫能為燃料的固體氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）受到了廣泛關(guān)注。本論文根據(jù)平板式陽極支撐型SOFC的工作原理,采用有限元分析方法對(duì)其電化學(xué)性能和熱應(yīng)力場(chǎng)分布進(jìn)行仿真分析,研究其運(yùn)行參數(shù)和流場(chǎng)設(shè)計(jì)對(duì)電化學(xué)性能和熱應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律,以改善SOFC的輸出特性與結(jié)構(gòu)性能。本論文的主要研究內(nèi)容包括:（1）建立了平板式陽極支撐型SOFC的穩(wěn)態(tài)仿真模型,進(jìn)行了SOFC熱應(yīng)力耦合電化學(xué)反應(yīng)的仿真分析,模擬結(jié)果與相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。（2）受SOFC結(jié)構(gòu)和電化學(xué)反應(yīng)的影響,其內(nèi)部溫度場(chǎng)、氣體組分和電流密度皆分布不均。提高氧化氣進(jìn)氣速率、增加燃料氣的進(jìn)氣摩爾分?jǐn)?shù)以及提高SOFC的運(yùn)行溫度,均有利于SOFC電化學(xué)性能的提升。在相同工況下,采用同向流動(dòng)方式時(shí),SOFC的電化學(xué)性能要優(yōu)于反向流動(dòng)及交叉流動(dòng)的方式。優(yōu)化流道尺寸,提升SOFC電化學(xué)性能的方式包括:在流道高度和流道數(shù)一定時(shí),適當(dāng)增加進(jìn)氣流道寬... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SOFC輔助動(dòng)力系統(tǒng)

.9 ～ 1.2 kW/m2的單體 SOFC[10]。武漢理工大學(xué)依托湖北省燃料電，開展材料學(xué)院和汽車工程學(xué)院交叉學(xué)科的建設(shè)，研發(fā)和促進(jìn)相。同時(shí)，其他高校如清華大學(xué)主要利用新工藝合成燃料電極等材1]。吉林大學(xué)在科學(xué)基金的資助下，對(duì) SOFC 的三合一電極（Polyte/Negative，PEN）材料等進(jìn)行研究，成功開發(fā)出開路電壓約 1.2 FC。

圖 2-1 平板式陽極支撐型 SOFC 工作原理圖[18]2.2 SOFC 的結(jié)構(gòu)與材料2.2.1 SOFC 的結(jié)構(gòu)SOFC 主要由陽極（Anode）、陰極（Cathode）、電解質(zhì)（Electrolyte）、集流板（Interconnect）和密封材料（Sealing material）組成。SOFC 工作溫度相對(duì)較高，其內(nèi)部組件材料需適應(yīng)復(fù)雜的反應(yīng)環(huán)境，根據(jù)三合一電極結(jié)構(gòu)的不同，SOFC可分為管式、平板式、瓦楞式等多種結(jié)構(gòu)，圖 2-2 為它們的結(jié)構(gòu)示意圖。平板式 SOFC 在結(jié)構(gòu)方面相對(duì)簡單，電解質(zhì)制備相對(duì)容易且十分經(jīng)濟(jì)，在組建電池堆方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)；管狀 SOFC 雖然在制作的過程中沒有高溫同時(shí)密封的技術(shù)難題，不過其結(jié)構(gòu)使得 SOFC 的制備過程很復(fù)雜，電子傳遞路徑很長，三種極化現(xiàn)象嚴(yán)重，成本相對(duì)昂貴；瓦楞式 SOFC 省去了支撐結(jié)構(gòu)，有效面積大，不用高溫密封，但大面積電池堆分成單元組一次性燒成難度很大，

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[3]固體氧化物燃料電池傳熱傳質(zhì)數(shù)值分析[D]. 李琛.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
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本文編號(hào)：3137163