甲烷混合燃料气内重整反应对平板式固体氧化物燃料电池性能影响

作     者：宋明 仝佳佳 蒋文春 钮瑞艳 胡佳旺 陈子豪 Song Ming;Tong Jiajia;Jiang Wenchun;Niu Ruiyan;Hu Jiawang;Chen Zihao

作者机构：中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院青岛266580 中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2025年第46卷第1期

页      面：373-382页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划基金(2021YFB4001501) 中央高校基本科研业务费专项资金(23CX03009A) 国家自然科学基金(51805543) 

主　　题：固体氧化物燃料电池 重整反应 多物理场 电化学性能 热机械性能 

摘      要：为研究经过预重整的含甲烷混合燃料气中甲烷浓度及内部重整对平板式固体氧化物燃料电池电化学性能和热机械性能的影响,建立甲烷内重整平板式固体氧化物燃料电池模型,并对多孔材料的弹性模量及泊松比进行修正,对比3种不同甲烷浓度条件下电池的综合性能。结果表明:在电化学性能方面,随着混合燃料气中甲烷浓度的增大,电池电流密度和功率密度逐渐增大,流道中甲烷的摩尔浓度沿燃料流动方向逐渐减小,氢气浓度沿流动方向呈先增大后减小的趋势,氢气的最大浓度逐渐远离燃料入口;热机械性能方面,随着混合燃料气中甲烷浓度的增大,位于金属连接体上的电池最大第一主应力和位于燃料出口的电池最大温度逐渐降低。适当提高混合燃料气中甲烷的浓度有利于平板式固体氧化物燃料电池的综合性能优化。