IT-SOFC阳极表面催化反应机理与传递过程的数值模拟与分析

作     者：杨超 杨国刚 岳丹婷 袁金良 YANG Chao;YANG Guogang;YUE Danting;YUAN Jinliang

作者机构：大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 瑞典隆德大学能源科学系 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2013年第64卷第6期

页      面：2208-2218页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(50706004)~~ 

主　　题：CFD分析 SOFC模型 基元反应 化学反应速率常数 渗透率 

摘      要：固体氧化物燃料电池(SOFC)具有效率高、污染低、对燃料适应性好、功率大等特点。其性能与工作状态受发生在多孔阳极的化学反应与多种传递过程耦合的影响。基于流体力学方程组和多步基元化学反应模型,建立了描述上述耦合特性的三维数学模型,并自编程序求解分析。结果显示:重整反应主要发生在靠近通道进口的多孔阳极,表面成分Nis的覆盖率占70%～80%,其他主要表面成分为COs占20%～25%,Hs占6%,Os占1.5%;Nis随工作温度升高而增加;加强吸附基元反应会提高燃料利用率和工作温度;渗透率增加会提高反应气体在多孔介质内的传递效果,但催化反应会因接触不充分而减弱。通过考虑基元反应机理研究表明,在微观层面,催化剂Ni利用率不高,催化反应受温度、化学反应速率常数、孔隙率等参数影响较大。