Journal of Applied Mechanical Engineering

Abstrait

Modélisation numérique d'une SOFC tubulaire supportée par une anode

M Fatih KAYA, Nesrin DEMIR, Gamze GENÇ et Hüseyin YAPICI

Les modèles numériques des piles à combustible à oxyde solide (SOFC) sont des outils importants pour comprendre et étudier
l'effet des paramètres de conception et de fonctionnement sur les performances et les travaux de développement des SOFC. Dans cette étude, l'un des systèmes de production d'énergie propre et hautement efficace, la SOFC à anode tubulaire unique, est modélisé numériquement. Le modèle mathématique de la SOFC tubulaire unique est donné en termes de modèles de diffusion incompressibles de Navier-Stokes, de Knudsen, d'équations cinétiques de Butler-Volmer et d'équations de Brinkman. Pour une géométrie axisymétrique bidimensionnelle, les conditions de fonctionnement, les paramètres de la pile à combustible et les équations de régulation sont résolus par le logiciel ComsolMultiphysics . Du H2 pur à 89 % et du H2O à 11 % sont utilisés à l'anode et de l'air est utilisé du côté de la cathode comme gaz réactifs. La température, la pression, la porosité, la perméabilité et surtout la distance des collecteurs de courant à l'entrée du gaz réactif de la cellule sont étudiées. Les paramètres optimaux de la cellule pour ce modèle sont déterminés et les raisons des effets sur les performances de la cellule sont expliquées.