金属支撑型固体氧化物电解池的3D建模与性能分析

摘要：

建立了一种铈基电解质的金属支撑型固体氧化物电解池的三维模型,通过多物理场耦合分析了其电化学工作性能.设计的3层电解质结构为10Sc1CeSZ|GDC|10Sc1CeSZ,以GDC为主电解质.针对连接体、流体域和多层单电池结构建立了三维模型,将质量、动量、能量控制方程与物质输运方程和电化学反应耦合建立多物理场分析模型.研究了设计的金属支撑型固体氧化物电解池的电化学工作性能,详细分析了电池内部的速度场、浓度场和温度场分布.结果表明,设计的金属支撑型固体氧化物电解池在650°C下,电流密度为2.4 A/cm2时,电压损失为0.38 V,欧姆损失和极化损失分别占33.72％和66.28％.采用金属支撑对气体的输运仅有轻微的影响,但是整个电池内部的温度分布均匀性得到明显改善.

关键词：固体氧化物电解池、金属支撑、铈基电解质、多物理场模型、极化曲线

所属期刊栏目：44

分类号：TK91

资助基金：国家重点研发计划2021YFB2500400

在线出版日期：2024-01-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：69-75