储能科学与技术 ›› 2022, Vol. 11 ›› Issue (1): 291-296.doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0452
田辉1,2(), 华栋2, 曼茂立1(
), 刘春哲1, 李国君2, 张兄文2
Hui TIAN1,2(), Dong HUA2, Maoli MAN1(
), Chunzhe LIU1, Guojun LI2, Xiongwen ZHANG2
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。
中图分类号: