固体氧化物燃料电池甲烷直接内重整的数值模拟

【摘要】：基于固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的工作原理,对其能量转换过程中的热质传输和电化学反应现象建立数学模型。研究了碳氢化合物气体作为SOFC燃料气条件下重整反应和水气交换反应对SOFC性能参数的影响。采用FLUENT与外部子程序结合的方法,对数学模型进行求解。对比分析了不同工作电压条件下电池温度、极化、电流密度等电池性能参数。结果表明:甲烷重整反应生成的一氧化碳也大量参与电化学反应,在SOFC的工作电压为0.682 V一氧化碳氧化产生的电流为总电流的18.5%;阴极极化是电池极化损失的主要部分;SOFC的工作电压区间为0.652 V至0.702 V时,总电流密度、功率密度、燃料利用率、发电效率和三合一电极(posi-tive/electrolyte/negative,PEN)的温度梯度随着工作电压的增加而减小。 【作者单位】： 华中科技大学土木工程与力学学院;
【关键词】： 固体氧化物燃料电池 数学模型 重整反应 电池性能参数
【基金】：国家自然科学基金项目(30490234)资助
【分类号】：TM911.4
【正文快照】： 燃料电池是未来高效与清洁的绿色能源之一,已成为各国能源领域研发的热点[1~7]。固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)凭借其全固态结构、高能量转换效率和对燃料气广泛适应性等特点,成为燃料电池中发展最快的能源装置[8~12];为了进一步扩大其燃料气适应性,必须充

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

平板式阳极支撑固体氧化物燃料电池传质传热仿真研究    王求生;任波;李利军;高保军;

中温固体氧化物燃料电池材料的研究进展    查燕;郑颖平;高文君;孙岳明;

分布式发电中燃料电池的建模与控制    丁明;严流进;茆美琴;杨为;

平板式阳极支撑固体氧化物燃料电池传质传热仿真研究    王求生;任波;李利军;高保军;

平板式SOFC结构中单电池的应力模型分析    谢光远;

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

基于燃气轮机/燃料电池联合发电的分布式发电系统建模仿真研究    施浩波

中温固体氧化物燃料电池材料制备及性能研究    刘荣辉

含功能梯度立体电极SOFC热流电化学力学耦合数值模拟    杨云珍

固体氧化物燃料电池多物理场耦合数值模拟研究    王求生

燃料电池/燃气轮机混合动力系统数值模拟与催化燃烧实验研究    刘爱虢

煤基合成气平板式固体氧化物燃料电池性能研究与优化    于建国

直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池热分布模型研究    尚伟红

固体氧化物燃料电池热力电化学耦合数值模拟    秦优培

微网中固体氧化物燃料电池发电系统建模及控制策略研究    李春艳

中温固体氧化物燃料电池材料制备及电池性能研究    刘荣辉

固体氧化物燃料电池多孔支撑阳极侧的传递特性    王静

中温平板型SOFC电堆的模拟与控制    刘洋

流延法制备固体氧化物燃料电池蜂窝体的工艺及性能研究    沈旭

SOFC核心部件PEN热应力场的数值模拟    吴昊

固体氧化物燃料的电池电化学分析与数值仿真    曾淑琴

平板式固体氧化物燃料电池数值模拟及性能分析    高保军

ZrO_2基固体电解质型燃料电池的研究现状及发展趋势    唐超群,章天金,吴蓉,王世敏

中低温固体氧化物燃料电池的研究    阎加强,张培新,单松高,伍卫琼,隋智通

中温固体氧化物燃料电池制备进展    谢淑红,崔崑,肖建中,谢光远

固体氧化物燃料电池的现状和未来    李永峰,董新法,林维明

电解质支撑固体氧化物燃料电池发电性能模拟    毛晓峰,由宏新,阿布里提·阿布都拉,丁信伟

支撑形式及多孔电极结构参数对SOFC性能的影响    贾俊曦;沈胜强;阿布里提·阿不都拉;宫田宽;

天然气预重整固体氧化物燃料电池性能模拟    张兴梅;赵玺灵;苗艳姝;段常贵;

SOFC分布式热电联供系统的性能研究    赵玺灵;张兴梅;段常贵;邹平华;

固体氧化物燃料电池中的阳极电化学过程数学模拟研究    潘霞;吴也凡;

固体氧化物燃料电池与燃气轮机混合发电的发展及甲烷蒸汽重整的研究    于建国;许丽;王玉璋;翁史烈;

固体氧化物燃料电池的数学模型及自适应神经模糊辨识模型的研究    吴小娟;朱新坚;曹广益;屠恒勇;

SOFC内部重整反应与电化学反应耦合机理    杨国刚;吕欣荣;岳丹婷;袁金良;

内重整高温固体氧化物燃料电池建模与仿真    王礼进;张会生;翁史烈;

固体氧化物燃料电池阳极侧的热质传递    王静;杜小泽;杨勇平;杨立军;

平板式固体氧化物燃料电池Ni/YSZ阳极上甲烷重整过程实验研究    王玉璋;惠宇;于建国;翁史烈;

固体氧化物燃料电池中CH_4与CO_2重整反应的研究    鲁楠;由宏新;丁信伟;阿布里提·阿布都拉;

20MN液压支架试验台同步升降控制系统建模研究    王金利;芮丰;罗庆吉;胡军;王宝松;

废旧橡胶微粒对混凝土力学性能的影响研究    李清海;孙蓓;

关于绳系卫星系统    于绍华;刘强;杨林娜;高怀保;

财政经济模型微机系统设计与应用    李洪心;

人才预测系统的软件开发与应用    郭音;郭亚军;左斌;

农业产业化经营评价指标体系及数据模型    党耀国;刘思峰;叶耀军;

工程潮流数值模拟中局部模型及其应用    李孟国;

铁道机车车辆液压减振器系统仿真研究    张玉东;董丽君;

宽度模型参数优化及宽展自学习方式的改进    马文博;曹勇;叶晓宁;

逐步回归分析在男性不育症精子动态参数中的应用探讨    龚平;周治兰;王昌富;

“数学模型”在投机交易中的应用    上海海成投资管理有限责任公司 韩洪宇

首钢矿业公司大力推进数学建模活动    刘春

风险能用数学模型确定吗?    John Kay 朱冠华

“数模”趟出数字管理路    齐瑞普

数学模型的驱动器    刘军红 中国现代国际关系研究院学者

数学系毕业生成职场新宠    

给数学注入“源头活水”    兴化市荻垛镇中心小学 孙云峰

清醒认识经济学现状    华东师范大学商学院副院长、教授 叶德磊

宝钢热轧厂开发数模优化轧制生产    记者 童云 通讯员 徐仁本

美开发出交通拥堵数学模型    王小龙

固体氧化物燃料电池传热传质模型研究    贾俊曦

板翅式甲醇水蒸汽重整制氢反应器的研究    潘立卫

开关电器触头材料喷溅侵蚀模型研究及其试验    吴细秀

水电站水机电联合过渡过程研究    赵桂连

分子筛膜的制备和新型分子筛膜反应器    蒋海洋

五杆五环并联运动机床开发设计及关键技术研究    谢红

静电纺丝过程行为及振动静电纺丝技术研究    万玉芹

日光温室燃池—地中热交换系统研究    白义奎

硫化矿石自燃机理及其预防关键技术研究    李孜军

弧齿锥齿轮数控铣齿机运动分析及控制系统研究    刘凯

固体氧化物燃料电池与燃气轮机联合循环特性分析    张健

风力送丝组合控制研究    桑金阳

双螺杆真空泵转子型线设计与仿真研究    王琼娥

FTSC薄板坯连铸夹杂物行为研究    马坤霞

模拟退火算法的研究及其应用    冯玉蓉

一种新型自动离合器及其控制系统的应用研究    任礼英

旋叶式压缩机的数值模拟与工作过程仿真    张雨英

隔爆兼本安直流稳压开关电源的研究    刘辉

可转位浅孔钻钻削力数值仿真及参数优化    刘小莹

荆江石首段码头建设对行洪影响研究    段光磊