板式固体氧化物燃料电池积碳特性的数值研究

• 作者: 田辉 华栋 曼茂立 刘春哲 李国君 张兄文
• 来源期刊: 储能科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 固体氧化物燃料电池 阳极 积碳 数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 储能测试与评价|Energy Storage Test: Methods and Evaluation
• 页码范围: 291-296
• 页数: 6页
• 分类号: TK152
• 语种: 中文
• DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0452

摘要

固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极积碳的发生是制约其高效稳定运行的瓶颈问题,文中介绍了阳极积碳对SOFC的影响,回顾了国内外研究此问题的三个典型方向及其进展;在此基础上,利用用户自定义子程序(UDF)与流体动力学计算软件Fluent建立的SOFC完整极化数值模型,对一板式SOFC的反应特性与积碳特性进行数值模拟与分析.文中首先给出了数值模拟的控制方程、极化模型及积碳模型,介绍了边界条件及方程离散方法,并在此基础上通过求解国际能源协会(IEA)的标准算例,验证了算法的准确性.最后对板式SOFC定常积碳特性的数值研究结果显示:在燃料入口处SOFC积碳产生速率较大,沿燃料气体流动方向积碳速率迅速减小;积碳的产生受CH4含量的影响较大,而受温度、H2、H2O以及CO气体浓度因素影响较小.本文研究有助于探索SOFC积碳产生的机理,同时为以天然气作燃料的SOFC运行参数最优化控制提供了依据.