【作者】

路品智; 魏胜利; 杜振华; 马万达; 倪士栋

【单位】

; 江苏大学

【摘要】

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)具有全固态结构、发电效率高、燃料适用性广等诸多优势。其电池片是由若干个电池单元组成的多流道单电池，流场均匀性设计成为多通道SOFC研究领域的一个重要方向。本文基于多流道单电池片的Z型流场结构，对其进行外部流场与内部流场优化设计，针对不同流场构型分别展开多物理场分析以及电化学性能分析。结果表明：在外部流场优化中，“一进两出”流场构型下的流动均匀性最好，气体分布较为均匀。同时，研究了蛇形流道与交叉流道下电池内部各物理场分布规律，分析了速度场、温度场、电流密度场以及电池性能与流道结构设计下的关联。蛇形流道下电池的最高功率密度较原设计提升3%，该电池界面的平均温度较低且分布不均匀；交叉流道能够提高电池内部的传质能力，在促进电化学反应的同时却伴随一定的极化损失，与此同时，交叉流道设计下不利于内部热量的排出。

【关键词】

固体氧化物燃料电池;多物理场耦合;流场构型;电池性能

【论文集名称】

数字化设计与仿真技术

【会议名称】

设计智能制造2023学术年会

【会议时间】

2023-10-20至2023-10-23

【会议地点】

湖北十堰

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