不同集流方式下对称双阴极固体氧化物燃料电池的电-化-热-力数值模拟及失效分析

 本文围绕新型对称双阴极固体氧化物燃料电池电堆单元在不同集流位置下热应力分布情况和优化集流方式，建立了一个基于电-化-热-力多场耦合理论的三维SOFC 电堆单元数值模型．引入固体力学热-力学理论，结合Weibull 失效概率分析方法，讨论了不同集流方式对SOFC 内部应力分布及失效的影响．研究结果表明，双侧阴极同时开展电子集流方式下的电解质平均电流密度比单侧单一集流方式下高，改变阳极集流位置会改变电极高温区的分布；SOFC 电堆单元上电极结构处的最大主应力明显大于其他组件上的最大主应力；阳极集流位置设置在阳极气体入口处时电极结构上的最大主应力和失效概率大于集流位置设置在阳极气体出口处的最大主应力和失效概率．     

基于电-化-热耦合理论对称双阴极固体氧化物燃料电池堆的电流与温度场数值模拟

本文基于电-化-热多场耦合理论,通过有限元方法建立了一个基于对称双阴极结构SOFC电堆单元的三维数值模型,研究了其电堆内部的电流密度分布和温度分布. 研究结果表明,气体流动方式以及集流方式影响了电解质上电流密度和温度分布：在气体进、出气口处有较大的电流密度分布;在气体共流模式下,电解质层温度分布却较均匀;在双阴极结构电池阴极侧的单一集流模式下,集流侧的电解质的平均电流密度高于另一侧.